显示装置和包括该显示装置的电子设备.pdf

本发明提供显示装置和包括该显示装置的电子设备。设置有覆盖液晶显示面板(1)的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层(5a)、弹性率比表面侧粘弹性层(5a)的弹性率高的表面侧硬质层(6a)、覆盖液晶显示面板(1)的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层(5b)、弹性率比背面侧粘弹性层(5b)的弹性率高的背面侧硬质层(6b)、和在背光源单元(2)与驱动电路基板(4)之间并具有比背光源单元(2)广的区域的平面的金属板(3)。背面侧粘弹性层(5b)的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层(5a)的厚度Ta具有Ta/Tb＞1(Tb≠0)的关系。由此，提供对于向液晶显示面板(1)的显示用表面的负荷和落下时的冲击能减轻破损、机械耐久性高的显示装置和包括该显示装置的电子设备。

1.  一种显示装置，其包括显示面板和驱动所述显示面板的驱动电路基板，其特征在于，包括：
覆盖所述显示面板的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层；
覆盖所述表面侧粘弹性层、且弹性率比该表面侧粘弹性层的弹性率高的表面侧硬质层；
覆盖所述显示面板的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层；
覆盖所述背面侧粘弹性层、且弹性率比该背面侧粘弹性层的弹性率高的背面侧硬质层；和
设置在所述背面侧硬质层的背面侧、并且作为具有平面的由刚性材料构成的板的刚性板，并且，
所述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层的厚度Ta具有Ta/Tb>1的关系，其中Tb≠0。

2.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
还包括背光源，所述背光源与所述驱动电路基板夹着所述板，
所述驱动电路基板包括驱动所述背光源的电路，
所述刚性板具有比背光源广的区域的平面。

3.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧粘弹性层的厚度Ta与背面侧粘弹性层的厚度Tb具有Ta/Tb>2的关系，其中Tb≠0。

4.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧粘弹性层的厚度Ta为Ta≥50μm。

5.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm≤Tb≤50μm

6.  如权利要求5所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧粘弹性层的厚度Ta与背面侧粘弹性层的厚度Tb具有Ta/Tb>2的关系，其中Tb≠0。

7.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧硬质层和背面侧硬质层由非粘性材料构成。

8.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方是偏光板。

9.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方是相位差板。

10.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧粘弹性层和背面侧粘弹性层具有非线性弹性，并且，
所述表面侧硬质层和背面侧硬质层具有线性弹性。

11.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
在所述刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有向所述驱动电路基板一侧突出的下降部。

12.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
在所述刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有向与所述驱动电路基板一侧相反的一侧突出的上升部。

13.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述刚性板形成为矩形。

14.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
在所述刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有所述下降部和向与下降部相反方向突出的上升部两者。

15.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
包括由所述刚性板的上表面支撑的背光源。

16.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述刚性板是金属板。

17.  如权利要求16所述的显示装置，其特征在于：
所述金属板由铝合金或镁合金构成。

18.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于：
设置有收纳所述显示面板、刚性板和驱动电路基板的框体，并且，
所述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与所述框体接触。

19.  如权利要求18所述的显示装置，其特征在于：
包括由所述刚性板的上表面支撑的背光源。

20.  如权利要求14所述的显示装置，其特征在于，设置有：
至少一体地支撑所述显示面板和刚性板的框架部件；和
收容所述显示面板、刚性板、驱动电路基板和所述框架部件的框体，并且，
所述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与所述框架部件和框体的至少一方接触。

21.  如权利要求20所述的显示装置，其特征在于：
包括由所述刚性板的上表面支撑的背光源。

22.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述刚性板形成为矩形。

23.  如权利要求2所述的显示装置，其特征在于：
所述背光源具有导光板。

24.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述表面侧粘弹性层与表面侧硬质层在所述显示面板的显示用表面上重复叠层。

25.  如权利要求1所述的显示装置，其特征在于：
所述背面侧粘弹性层与背面侧硬质层在所述显示面板的背面上重复叠层。

26.  如权利要求11所述的显示装置，其特征在于：
还包括收容所述显示面板、驱动电路基板和刚性板的框体，
所述下降部与所述框体的内表面接触，并与所述刚性板一体地支撑至少所述显示面板。

27.  如权利要求12所述的液晶显示装置，其特征在于：
还包括收容所述显示面板、驱动电路基板和刚性板的框体，
所述上升部与所述框体的内表面接触，并与所述刚性板一体地支撑至少所述显示面板。

28.  一种显示装置，其包括显示面板和驱动所述显示面板的驱动电路基板，其特征在于，包括：
覆盖所述显示面板的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层；
覆盖所述表面侧粘弹性层、且弹性率比该表面侧粘弹性层的弹性率高的表面侧硬质层；
覆盖所述显示面板的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层；和
覆盖所述背面侧粘弹性层、且弹性率比该背面侧粘弹性层的弹性率高的背面侧硬质层，并且，
所述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层的厚度Ta具有Ta/Tb>1的关系，其中Tb≠0。

29.  一种便携式电子设备，其特征在于：
包括权利要求1～28中任一项所述的显示装置。

30.  一种固定式电子设备，其特征在于：
包括权利要求1～28中任一项所述的显示装置。

显示装置和包括该显示装置的电子设备
技术领域
本发明涉及适合作为便携式电子设备或固定式电子设备的显示部的液晶显示装置等显示装置和包括该显示装置的电子设备，更详细地说，涉及例如薄型平板显示装置的强度强化。另外，本发明涉及作为一个例子的液晶TV(television：电视)等包括大型液晶显示装置的固定式电子设备在搬送时或操作时等的强度强化。
背景技术
近年来，作为便携式电子设备(以下称为“便携设备”)等的显示器(显示部)，大多使用液晶显示装置和电致发光显示装置(以下称为“EL显示装置”)等平板显示装置。这样的便携设备上搭载的平板显示装置中，与便携性同时特别要求高的机械耐久性。
另外，液晶显示装置也作为薄型TV那样的固定式的大型设备被商品化，其普及正在进展。对于这些固定式的商品，近年来，薄型轻量化的要求也在加强。因此，对于大型的液晶显示装置，也同样要求能够充分经受在搬送时或操作时、或者通常使用时施加的外压，并且薄型轻量。
但是，在便携性优异的便携设备和薄型轻量的便携式或固定式的平板显示装置中，显示面板的表面上配设的透明基板薄，显示面板本身非常脆弱。
因此，在以往的平板显示装置中，例如，如专利文献1和专利文献2所示，一般采用在显示面板上配设机械耐久性比较高的保护基板、保护脆弱的显示面板的结构。
具体而言，如图21所示，在显示面板的玻璃基板101上通过粘合剂层102依次叠层有弹性率相互不同的冲击缓和层103和玻璃飞散防止层104。
专利文献1：日本国公开专利公报“特开2001-266759号公报(公开日：2001年9月28日)”
专利文献2：日本国公开专利公报“特开平11-174206号公报(公开日：1999年7月2日)”
专利文献3：日本国公开专利公报“特开2001-142404号公报(公开日：2001年5月25日)”
发明内容
但是，在上述以往的显示装置中，为了实现期望的机械耐久性而仅在显示面板的表面侧配设有层厚度比较厚的作为保护层的冲击缓和层103和玻璃飞散防止层104，成为仅缓和来自表面的冲击的结构。
但是，一般而言，在液晶显示装置等中，在显示面板的背面设有驱动电路基板等，另外，透过型和半透过型的液晶显示装置，如图22所示，在液晶显示面板201的背面设置有背光源单元202的导光板202b，另外在其背面设置有驱动电路基板204等电路部件。另外，例如，由于底座207的存在而产生台阶差207a。
从而具有以下问题：例如在液晶显示装置从背面侧落下时，由于从驱动电路基板204一侧对液晶显示面板201的冲击，液晶显示面板201有时会变形或破损。
近年来，随着显示器的薄型轻量化，由玻璃构成的液晶显示面板201的厚度也有变薄的趋势，仅用专利文献1或专利文献2的结构，有可能会发生面板的变形、破损。
本发明鉴于上述以往的问题而做出，其目的在于提供对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损、机械耐久性高的显示装置和包括该显示装置的便携式电子设备。
为了解决上述课题，本发明的显示装置包括显示面板和驱动上述显示面板的驱动电路基板，其特征在于，包括：覆盖上述显示面板的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层；覆盖上述表面侧粘弹性层、且弹性率比该表面侧粘弹性层的弹性率高的表面侧硬质层；覆盖上述显示面板的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层；覆盖上述背面侧粘弹性层、且弹性率比该背面侧粘弹性层的弹性率高的背面侧硬质层；和设置在上述背面侧硬质层的背面侧、并且作为具有平面的由刚性材料构成的板的刚性板，并且，上述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层的厚度Ta具有Ta/Tb>1(Tb≠0)的关系。此外，“粘弹性”是指具有粘性和弹性两者的性质。
另外，为了解决上述课题，本发明的显示装置包括显示面板、背光源、和驱动上述显示面板和背光源的驱动电路基板，其特征在于，设置有：覆盖上述显示面板的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层；覆盖上述表面侧粘弹性层、且弹性率比该表面侧粘弹性层的弹性率高的表面侧硬质层；覆盖上述显示面板的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层；覆盖上述背面侧粘弹性层、且弹性率比该背面侧粘弹性层的弹性率高的背面侧硬质层；和设置在上述背光源与上述驱动电路基板之间，具有比该背光源广的区域的平面的由刚性材料构成的板，并且，上述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层的厚度Ta具有Ta/Tb>1(Tb≠0)的关系。此外，“粘弹性”是指具有粘性和弹性两者的性质。
根据上述发明，通过覆盖显示面板的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层、覆盖上述表面侧粘弹性层且弹性率比该表面侧粘弹性层的弹性率高的表面侧硬质层、覆盖上述显示面板的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层、和覆盖上述背面侧粘弹性层且弹性率比该背面侧粘弹性层的弹性率高的背面侧硬质层，保护显示面板的两面。
在此，在本发明中，不是简单的粘合层，而是在液晶显示面板与表面侧硬质层之间隔着表面侧粘弹性层，在液晶显示面板与背面侧硬质层之间隔着背面侧粘弹性层。从而，通过表面侧粘弹性层和背面侧粘弹性层，抑制瞬间的应变，缓和并抑制从外部施加的特别是瞬间施加的应力、即冲击。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的来自外部的应力和冲击，从而能够得到优异的机械耐久性。
另外，在表面侧粘弹性层上设置有弹性率高的表面侧硬质层，另一方面，在背面侧粘弹性层上设置有弹性率高的背面侧硬质层。因此，当从外部施加应力时，在表面侧硬质层和背面侧硬质层上会产生复原力、即回弹力。从而，从外部施加的应力被缓和，并且向显示面板的表面或背面分散。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的应力，从而能够得到更加优异的机械耐久性。
另外，在本发明中，在背光源与驱动电路基板之间，设置有具有比该背光源广的区域的平面的由刚性材料构成的板(以下简称为刚性板)。从而，背光源整体被上述刚性板的表面支撑，因此，即使从显示面板的上侧施加负荷，背光源也不会由于上述刚性板的角而弯曲。此外，在没有背光源的情况下，由于上述刚性板，液晶显示面板的刚性也增加。
另外，通过上述表面侧粘弹性层、表面侧硬质层、背面侧粘弹性层和背面侧硬质层与上述刚性板的相互作用，能防止显示面板的破损。
另外，在背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm以上、并且此时的表面侧粘弹性层的厚度Ta具有Ta/Tb>1(Tb≠0)的关系的情况下，在将直径约4cm且重量约200g的刚球从30cm的高度落下时的冲击试验中，能够确认显示面板的耐久性的提高。
从而，能够提供对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损、机械耐久性高的显示装置。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧粘弹性层的厚度Ta与背面侧粘弹性层的厚度Tb具有Ta/Tb>2(Tb≠0)的关系。
由此，能够提供对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能可靠地减轻破损、机械耐久性高的显示装置。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧粘弹性层的厚度Ta为Ta≥50μm。
由此，能够缓和显示面板的表面侧的冲击，防止显示面板的表面侧的破损。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述背面侧粘弹性层的厚度Tb为20μm≤Tb≤50μm。
由此，能够以与一般的粘合层的厚度相同的厚度形成背面侧粘弹性层。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧硬质层和背面侧硬质层由非粘性材料构成。
由此，作为表面侧硬质层和背面侧硬质层，不要求粘性和粘弹性，能够使用一般的非粘性材料。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方为偏光板。
由此，能够将液晶显示面板中使用的偏光板用作表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方为相位差板。
由此，能够将用于在液晶显示面板中进行光学补偿的相位差板用作表面侧硬质层和背面侧硬质层的至少一方。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述表面侧粘弹性层和背面侧粘弹性层具有非线性弹性、并且上述表面侧硬质层和背面侧硬质层具有线性弹性。此外，“线性弹性”是指在弹性变形范围内，附加的负荷与位移量成一次相关关系(比例关系)。另一方面，“非线性弹性”是指在弹性变形范围内，附加的负荷与位移量不成一次相关关系(比例关系)。
由此，在表面侧粘弹性层和背面侧粘弹性层中，通过非线性弹性，抑制瞬间的形变，缓和并抑制从外部施加的特别是瞬间施加的应力、即冲击。从而，能够可靠并且有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的来自外部的应力和冲击，从而能够得到优异的机械耐久性。
另外，因为表面侧硬质层和背面侧硬质层具有线性弹性，所以当从外部施加应力时，在表面侧硬质层和背面侧硬质层会可靠地产生复原力、即回弹力。从而，从外部施加的应力被缓和，并且向显示面板的表面或背面分散。结果，能够可靠并且有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的应力，从而能够得到更加优异的机械耐久性。
另外，在本发明的显示装置中，优选在上述刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有向上述驱动电路基板一侧突出的下降部。此外，作为刚性板的形状，可以是长方形、正方形、以及梯形和多边形。
这样，通过在刚性板的至少一对相互相对的端部存在沿着该端部的下降部，刚性板能成为固定端支撑梁(fixed beam)。另外，刚性板具有包括上述下降部的形状，由此，刚性板的截面二次矩也变大，因此，弯曲减少。该效果只要在刚性板的至少一对相互相对的端部沿着该端部形成有下降部即可满足。
另外，上述表面侧粘弹性层、表面侧硬质层、背面侧粘弹性层和背面侧硬质层与刚性板之间的相互作用提高，能够有效地防止显示面板的破损。结果，能够提供对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损的显示装置。
另外，在本发明的显示装置中，优选在上述刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有向与上述驱动电路基板一侧相反的一侧突出的上升部。
根据上述发明，在刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有向与上述驱动电路基板一侧相反的一侧突出的上升部，所以截面二次矩进一步变大，因此弯曲进一步减少。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述刚性板形成为矩形。此外，矩形是指长方形或正方形、或者接近于长方形或正方形的形状。
由此，在显示装置的形状为一般的矩形的情况下，能够提供对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损的显示装置。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述刚性板形成为矩形，并且在上述刚性板的四边的各端部，形成有沿着该端部的下降部和上升部两者。
根据上述发明，刚性板形成为矩形，并且在上述刚性板的四边的各端部，形成有沿着该端部的下降部和上升部两者。
因此，在矩形的整个周围的端部，形成有下降部和上升部两者，因此，在左右方向和前后方向上，刚性板均成为固定端支撑梁，并且截面二次矩也变大。从而，弯曲更加减少。
此外，如果在刚性板的至少一对相互相对的端部，沿着该端部形成有上述下降部和上升部两者，则与仅形成有下降部和上升部中的一方的情况相比，能够使弯曲减少。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述刚性板为金属板。
由此，能够容易地使用一般的金属板作为刚性板，并且金属板易于进行下降部的加工，因此成本也低廉。另外，金属板能够用于显示装置的接地。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述金属板由铝合金或镁合金构成。由此，能够实现金属板的轻量化和高刚性化。
另外，在本发明的显示装置中，优选：设置有收纳上述显示面板、刚性板和驱动电路基板的框体，并且，上述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与上述框体接触。
另外，在本发明的显示装置中，优选设置有收纳上述显示面板、背光源、刚性板和驱动电路基板的框体，并且，上述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与上述框体接触。
即，通过使上述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与上述框体接触，刚性板作为固定端支撑梁起作用，因此能够降低弯曲。另外，能够使来自显示装置的表面或背面的冲击从框体向刚性高的刚性板分散，因此能降低显示装置的损伤。
另外，在本发明的显示装置中，优选设置有：至少一体地支撑上述显示面板和刚性板的框架部件；和收容上述显示面板、刚性板、驱动电路基板和上述框架部件的框体，并且，上述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与上述框架部件和框体的至少一方接触。
另外，在本发明的显示装置中，优选设置有：至少一体地支撑上述显示面板、背光源和刚性板的框架部件；和收容上述显示面板、背光源、刚性板、驱动电路基板和上述框架部件的框体，并且，上述刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与上述框架部件和框体的至少一方接触。
由此，能够使用至少一体地支撑上述显示面板和刚性板的框架部件、或者至少一体地支撑上述显示面板、背光源和刚性板的框架部件，从而能够将它们作为显示模块以一体化的单位处理。另外，通过使刚性板的上升部的上端和下降部的下端的至少一方与框架部件和框体的至少一方接触，刚性板作为固定端支撑梁起作用，因此能够降低弯曲。另外，能够使来自显示装置的表面或背面的冲击从框体通过框架部件向刚性高的刚性板分散，因此能降低显示装置的损伤。
另外，在本发明的显示装置中，优选上述背光源具有导光板。由此，能够实现背光源的薄型化。
另外，为了解决上述课题，本发明的便携式电子设备的特征在于：包括上述记载的显示装置。
由此，能够提供包括对于向显示面板的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损的显示装置的便携式电子设备。
与上述的显示装置相关的各限定事项，能够任意组合，由此也能够达到本发明的目的。
本发明的其它目的、特征和优点，将通过以下所示的记载将可充分理解。另外，本发明的优点通过参照附图的以下说明将会变得明白。
附图说明
图1是表示本发明的液晶显示装置的一个实施方式的截面图。
图2是表示具备上述液晶显示装置的便携式电子设备的立体图。
图3是表示上述液晶显示装置的结构的分解立体图。
图4是表示负荷与位移的关系的图。
图5是表示上述液晶显示装置的变形例的结构的主要部分截面图。
图6a是表示上述液晶显示装置的另一个变形例的结构的主要部分截面图。
图6b是表示上述液晶显示装置的又一个变形例的结构的主要部分截面图。
图7是表示上述液晶显示装置的表面侧粘弹性层的厚度和背面侧粘弹性层的厚度与液晶显示装置的破坏之间的关系的图。
图8a是表示上述液晶显示装置的再一个变形例的结构的主要部分截面图。
图8b是表示上述液晶显示装置的再一个变形例的结构的主要部分截面图。
图9是表示本发明的液晶显示装置的另一个实施方式的截面图。
图10是表示上述液晶显示装置的结构的分解立体图。
图11是表示从液晶显示面板的上侧施加负荷时的上述液晶显示装置的状态的截面图。
图12是表示上述液晶显示装置的金属板的变形例的立体图。
图13是表示上述液晶显示装置的金属板的另一个变形例的立体图。
图14(a)是表示用固定螺钉安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的截面图，(b)是表示用固定螺钉安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的侧面图。
图15a是表示用固定螺钉安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的另一个结构的截面图。
图15b是表示用固定螺钉安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的又一个结构的截面图。
图16(a)是表示用爪安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的截面图，(b)是表示用爪安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的侧面图。
图17是表示用爪安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的另一个结构的截面图。
图18(a)是表示用粘合剂安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的截面图，(b)是表示用粘合剂安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的侧面图。
图19a是表示并用固定螺钉、爪和粘合剂来安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的结构的截面图。
图19b是表示并用固定螺钉、爪和粘合剂来安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的另一个结构的截面图。
图19c是表示并用固定螺钉、爪和粘合剂来安装上述液晶显示装置的金属板、边框和框体的情况下的又一个结构的截面图。
图20是表示平板与H结构的板的截面二次矩的不同的图。
图21是表示以往的液晶显示装置的结构的截面图。
图22是表示以往的另一个液晶显示装置的结构的截面图。
图23a是表示从液晶显示面板的上侧施加负荷时的另一个结构的液晶显示装置的截面图。
图23b是表示因上述负荷而破损的上述液晶显示装置的截面图。
符号说明
1      液晶显示面板(显示面板)
1a     表面侧偏光板
1b     背面侧偏光板
2     背光源单元(背光源)
2a    光源
2b    导光板
3     金属板(由刚性材料构成的板)
3a    下降部
3b    上升部
4     驱动电路基板
5a    表面侧粘弹性层
5b    背面侧粘弹性层
6a    表面侧硬质层
6b    背面侧硬质层
10    液晶显示装置
11    框体
11a   表面框体
11b   背面框体
12    边框
20    液晶显示装置
21    固定螺钉(固定单元)
22    爪(固定单元)
23    爪(固定单元)
24    粘合剂(固定单元)
具体实施方式
[实施方式1]
根据图1～图8对本发明的一个实施方式进行说明如下。此外，发明并不受此限定。
作为本实施方式的显示装置的液晶显示装置10，例如，如图2所示，例如设置在平板个人计算机等便携式电子设备上。但是，并不一定限定于此，例如，作为便携式电子设备，也可以是例如笔记本个人计算机用显示器、信息便携终端(PDA：Personal Digital Assistant(个人数字助理))或便携式电话。
根据图1说明上述液晶显示装置10的结构。图1是表示液晶显示装置10的结构的截面图。
如该图所示，上述液晶显示装置10大致从上侧开始依次叠层有作为显示面板的液晶显示面板1、作为背光源的背光源单元2、作为由刚性材料构成的板的金属板3、和驱动电路基板4，在其最外部配置有框体11。
上述液晶显示面板1具有未图示的薄膜晶体管呈矩阵状配设的有源矩阵基板、与该有源矩阵基板相对地设置的上部共用电极、和由有源矩阵基板的像素电极与上部共用电极夹持的液晶层。在液晶层与有源矩阵基板之间、以及液晶层与上部共用电极之间，还设置有取向膜。有源矩阵基板和具有上部共用电极的彩色滤光片基板，分别形成在例如由玻璃构成的基底基材上。另外，在两基板的外侧，粘贴有用于使来自上述背光源单元2a的光偏光的表面侧偏光板1a和背面侧偏光板1b。
在该液晶显示面板1中，通过控制电压来控制其液晶的取向，并且通过对配置在背面的背光源单元2射出的光的透过量进行操作来进行显示。此外，液晶显示面板1的结构是举例表示，在本发明中，液晶显示面板的结构完全不受限定。例如，液晶显示面板1当然也可以是无源矩阵方式的液晶显示面板。
在上述液晶显示面板1的背面配置的背光源单元2包括：例如荧光管或LED等作为发光体的上述光源2a、和用于使该光源2a的光遍及液晶显示面板1的整个面的导光板2b。此外，背光源单元2完全不受限定，例如可以是边缘光(edge light)方式，也可以是区域光(arealight)方式。
另外，液晶显示装置10是透过型的，因此需要背光源单元，但是，在是例如反射型的液晶显示装置、自发光型显示装置(例如EL显示装置、等离子体显示装置等)等的情况下，不一定需要设置背光源单元2。另外，根据需要，也可以在液晶显示面板1与导光板2b之间配置未图示的光学片，以使来自导光板2b的光均匀地分散、或者提高光的利用效率。另外，可以在导光板2b的背面配置未图示的反射片，以提高来自光源2a的光的利用效率。
上述金属板3由例如铝合金、镁合金、钛合金或SUS(不锈钢)等平坦的金属材料构成，并形成为长方形。金属是刚性比较高的材料，因此适合于金属板3。此外，长方形在概念上也包括正方形。该金属板3以覆盖背光源单元2的整个背面的方式配置。另外，在本发明中，并不一定限于金属板3，也可以是由其它刚性材料构成的、例如由碳树脂或其它硬质陶瓷材料构成的板。
另外，驱动电路基板4隔着未图示的绝缘板配置在金属板3的背面。该驱动电路基板4包括用于驱动液晶显示面板1的电路基板、电源、和驱动无线或其它系统的电路基板，搭载有集成电路(IC)、线圈、电阻、电容等芯片部件。上述驱动电路基板4为单面安装，平坦的面与金属板3的背面接触地配置。在该情况下，优选通过用未图示的螺钉将驱动电路基板4固定在金属板3上来提高刚性，并且将驱动电路基板4的GND与金属板3连接。
框体11，如后所述，可以分割为表面框体11a和背面框体11b两个。另外，框体11的材料，只要是弯曲刚性强、能够确保液晶显示装置10的机械耐久性的材料，就没有任何限定，例如能够由铁、铝或镁等金属形成。
在本实施方式的液晶显示装置10中，为了缓和来自上述液晶显示面板1的上侧和下侧的冲击，进一步在液晶显示面板1的表面侧偏光板1a上依次叠层有作为具有粘弹性的第一粘弹性层的表面侧粘弹性层5a、和在其之上的作为第一硬质层的表面侧硬质层6a，另一方面，在液晶显示面板1的背面侧偏光板1b上依次叠层有作为具有粘弹性的第二粘弹性层的背面侧粘弹性层5b、和在其之上的作为第二硬质层的背面侧硬质层6b。
在安装上述液晶显示装置10时，如图3所示，将驱动电路基板4、金属板3和背光源单元2的叠层体收纳在背面框体11b的内侧。接着，将在上下分别叠层有表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b的液晶显示面板1，叠层在上述背光源单元2上。最后，载置表面框体11a，在包括未图示的逆变器、控制电路等的状态下，例如用螺钉将表面框体11a与背面框体11b连接。此外，表面框体11a和背面框体11b构成为能够开闭。另外，表面框体11a上形成有用于使液晶显示面板1的显示部露出的开口。
由此，液晶显示面板1以由表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b保护的状态被收纳。
在此，对作为本实施方式的液晶显示装置10的特征性结构之一的在液晶显示面板1的两面侧设置的表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b进行详细说明。
首先，表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b以分别覆盖液晶显示面板1的图像显示侧的表面和与其相反一侧的背面的方式设置。该表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b具有粘弹性。更优选表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b的从外部施加的刺激(应力、应变等)与对其的响应之间的关系表现出能够以沃伊特(Voigt)模型(开尔文(Kelvin)模型)、麦克斯韦(Maxwell)模型等对行为进行说明的粘性行为。此外，所谓“粘弹性”是指具有粘性和弹性两者的性质，具有粘弹性的部件表现出相对于加压，应变随时间而增大的蠕变、和应力随时间而减少的应力缓和等。另外，更优选表面侧粘弹性层5a的从外部施加的刺激(应力或应变等)与对其的响应之间的关系，如在图4中用实线(e)所示的那样，表现出非线性弹性(nonlinear elasticity)的行为。
作为适合于该表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b的材料，例如能够举出甲基丙烯酸乙酯共聚物、弹性体等无定形高分子等。
接着，表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b，是弹性率比表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b的弹性率高的弹性体。更优选表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的变形量相对于冲击、弯曲等外力表现出一次相关(按一次函数变化)的线性弹性(linear elasticity)，且上述变形量能够大致用虎克(Hooke)定律进行模型化。
作为适合于这样的表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的材料，例如，能够列举PMMA(PolyMethyl MethAcrylate：聚甲基丙烯酸甲酯)等丙烯酸类树脂、聚碳酸酯树脂(PC)、三醋酸纤维素树脂(TAC)、ARTON(注册商标)树脂、环氧树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂(PET)等聚酯树脂、聚酰亚胺树脂、聚酰胺树脂等。
此外，在本说明书中，“线性弹性”是指在弹性变形的范围内，附加的负荷与位移量为一次相关关系(比例关系)。另一方面，“非线性弹性”是指在弹性变形的范围内，附加的负荷与位移量不是一次相关关系(比例关系)。
另外，表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b，要使来自液晶显示面板1的光透过，因此，更优选光透过率高的物质。
另外，上述表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b，并不限定于各1层，也可以分别由叠层体构成，只要确保从显示面一侧起是弹性体/粘弹性体的结构，就没有任何限定。粘弹性层由以粘合为目的的层和以吸收冲击为目的的层的叠层体构成也完全没有问题。
例如，可以如图5所示，在液晶显示面板1的表面侧依次叠层表面侧偏光板1a、表面侧粘弹性层5a、表面侧硬质层6a、表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a，另一方面，在液晶显示面板1的背面侧依次叠层背面侧偏光板1b、背面侧粘弹性层5b、背面侧硬质层6b、背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b。
另外，液晶显示面板1中使用的表面侧偏光板1a和背面侧偏光板1b，例如是使在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)等中夹入有碘的膜拉伸而制成的。因此，也可以如图6(a)(b)所示，用该表面侧偏光板1a和背面侧偏光板1b代替表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b，通过表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b粘合在液晶显示面板1上。由此，能够同时满足光学性能和机械性能，对于减小厚度、削减成本有效果。
接着，对金属板3的效能进行说明。
首先，金属板3的配置是用于确保由上述表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b产生的冲击缓和性能而做出的。即，特别是在将驱动电路基板4配置在液晶显示装置10的背面侧的情况下，成为将驱动电路基板4配置在框体11与液晶显示模块之间的结构。因此，可以说，在该情况下，除了在液晶显示面板1上设置上述表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a、以及背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b之外，在液晶显示面板1的背面存在金属板3，由此能够确保冲击缓和性能。
另外，更优选位于上述背面的驱动电路基板4的金属板3一侧为平坦的结构。
以下对由上述金属管3的配置所产生的效果进行说明。
即，通常的液晶显示装置，如作为以往的说明图的图22所示，在液晶显示面板201的背面有背光源单元202，再在其背面配置驱动电路基板204。因此，在对显示面施加冲击的情况下，液晶显示面板201发生应变，有可能被破坏。作为其对策，如专利文献1所记载的那样，为了缓和对液晶显示面板201的表面施加的冲击，本申请的发明人尝试了仅在液晶显示面板201的表面侧叠层表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a的结构，但是即使如此，液晶显示面板201也比较容易破损。
另外，伴随着近年来的薄型轻量化，液晶显示面板1和导光板2b的厚度变薄，不能确保充分的刚性。进行其对策的是本实施方式的在液晶显示面板1的背面配置金属板3的结构。通过形成为该结构，与将液晶显示面板1和导光板2b的厚度加厚相比，能够以薄的结构确保充分的刚性，从而能够抑制液晶显示面板1的应变。
即，通过在液晶显示面板1的背面配置金属板3、且并用上述表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a的显示面侧的冲击缓和，才能够形成不容易损坏的液晶显示装置10的结构。
另外，在透过型或半透过型的模块中，在液晶显示面板1的背面需要背面侧偏光板1b和导光板2b，在该情况下，在金属板3与液晶显示面板1之间配置背面侧粘弹性层5b和背面侧硬质层6b。至今为止，在专利文献1等中，以采用PDP(等离子体显示面板)为基础进行考虑，没有考虑在背面有粘合层的结构。本发明人发现了这样用于在面板背面具有粘合层和硬质层的情况下确保必要的性能的结构。
在此，背面侧粘弹性层5b的粘弹性体吸收并且分散冲击，因此，容易认为在液晶显示面板1的背面也是使厚度变厚较为有效，但是并非如此。为了确保耐冲击性能，背面的背面侧粘弹性层5b需要比液晶显示面板1的显示面侧的表面侧粘弹性层5a薄。但是，如果没有背面侧粘弹性层5b，则液晶显示面板1容易损坏。另一方面，如果使背面侧粘弹性层5b比表面侧粘弹性层5a厚，则液晶显示面板1也容易破损。因此，液晶显示面板1背面的背面侧粘弹性层5b的厚度Tb，当设表面侧粘弹性层5a的厚度为Ta时，如图7所示，需要满足
0μm<Tb、并且Ta/Tb>1
的条件，更优选
0μm<Tb、并且Ta/Tb>2
此外，该结果是根据后述的实施例求得的。
接着，参照附图对本实施方式的液晶显示装置10具有的高机械耐久性进行详细说明。
如上所述，表面侧粘弹性层5a具有粘弹性，当施加一定的应力σ时，时间t的应变r(t)由公式(1)表示。
r(t)＝(σ/E)×(1-e^-Et/η)     公式(1)
在此，E表示弹性率。η表示粘性率。
另外，延迟时间τ表示下述公式(2)的关系。因此，将下述公式(2)代入上述公式(1)可得到公式(3)。
τ＝η/E                             公式(2)
r(t)＝(σ/E)×(1-e^-t/τ)       公式(3)
根据上述公式(3)，在不存在减震器(dashpot)(缓冲器(damper))(η＝0)、即延迟时间τ为0的情况下，仅瞬间发生弹性变形。另一方面，当像沃伊特(Voigt)模型那样，将减震器并联连接，存在粘性率η的情况下，根据公式(2)，随着粘性率η的增大，延迟时间(τ)也增大。
结果，由公式(3)可知，瞬间的应变r(t)被抑制，从外部施加的应力(特别是瞬间施加的应力、即冲击)被缓和并被抑制。从而，能够有效地抑制传递到比较脆弱的液晶显示面板1的来自外部的应力和冲击，从而能够得到优异的机械耐久性。
另外，在表面侧粘弹性层5a上设置有弹性率高的表面侧硬质层6a。因此，当从外部施加应力时，在表面侧硬质层6a上产生复原力、即回弹力。从而，从外部施加的应力被缓和，并且向液晶显示面板1的表面分散。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的液晶显示面板1的应力，从而能够得到更加优异的机械耐久性。
如上所述，表面侧粘弹性层5a对于瞬间施加的应力能得到显著的效果，但是对于缓慢施加的应力，不怎么能得到表面侧粘弹性层5a提供的延迟效果。但是，通过如液晶显示装置10那样在表面侧粘弹性层5a上设置表面侧硬质层6a，能够缓和并分散缓慢施加的应力。其原理如下所述。
在缓慢施加应力的情况下，弹性率大的表面侧硬质层6a不会发生较大形变，而将施加的应力分散并传递到整个表面侧粘弹性层5a。因此，能够通过表面侧粘弹性层5a将传递到液晶显示面板1的应力有效地缓和并分散。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的液晶显示面板1的应力，从而能够得到优异的机械耐久性。
在此需要注意的是，关于液晶显示面板1的显示面侧的表面侧粘弹性层5a和表面侧硬质层6a的效果，如上所述，但是因为液晶显示面板1是玻璃构成的脆性材料，所以，除了抑制施加的应力之外还需要抑制局部的应变。特别地，最近由于薄型轻量化的进展，有为了削减重量和厚度而使玻璃厚度和导光板2b的厚度变薄的趋势。
因此，如何抑制液晶显示面板1的局部应变变得重要。作为其方法，在导光板2b与驱动电路基板4之间配置金属板3。通过这样，能够使追随驱动电路基板4的台阶差等而进行局部变形的液晶显示面板1中产生的应变变得均匀，从而能够形成为不会局部变形的结构、即难以损坏的结构。
此外，在本实施方式中，用具有背光源单元2的结构进行了说明，但是重要的是面板背面平坦并且具有刚性，因此，在例如是反射型的液晶显示装置、或自发光型显示装置(EL显示装置、等离子体显示装置等)的情况下，也可以不必设置背光源单元2。另外，也可以是如图8(a)(b)所示，在表面侧粘弹性层5a或表面侧硬质层6a的上方或下方叠层有表面侧偏光板1a和表面侧相位差板7a等光学片的结构、以及在背面侧粘弹性层5b或背面侧硬质层6b的上方或下方叠层有背面侧偏光板1b和背面侧相位差板7b等光学片的结构。另外，也可以如图8(a)(b)所示，用偏光板和相位差板等光学片代替表面侧硬质层6a或背面侧硬质层6b。
另外，对表面侧偏光板1a的表面进行反射防止处理、带电防止处理等，因为在能够得到机械耐久性这一点上没有改变，所以也可以。
这样，在本实施方式的液晶显示装置10中，液晶显示面板1通过覆盖该液晶显示面板1的显示用表面的具有粘弹性的表面侧粘弹性层5a、覆盖该表面侧粘弹性层5a且弹性率比该表面侧粘弹性层5a的弹性率高的非粘性的表面侧硬质层6a、覆盖液晶显示面板1的背面的具有粘弹性的背面侧粘弹性层5b、和覆盖该背面侧粘弹性层5b且弹性率比该背面侧粘弹性层5b的弹性率高的非粘性的背面侧硬质层6b，保护其两面。
即，在本实施方式中，不是简单的粘合层，而是在液晶显示面板1与表面侧硬质层6a之间隔着表面侧粘弹性层5a，在液晶显示面板1与背面侧硬质层6b之间隔着背面侧硬质层6b。从而，通过表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b，抑制瞬间的应变，缓和并抑制从外部施加的特别是瞬间施加的应力、即冲击。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的来自外部的应力和冲击，从而能够得到优异的机械耐久性。
另外，在表面侧粘弹性层5a上设置有弹性率高的表面侧硬质层6a，另一方面，在背面侧粘弹性层5b上设置有弹性率高的背面侧硬质层6b。因此，当从外部施加应力时，在表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b上会产生复原力、即回弹力。从而，从外部施加的应力被缓和，并且向液晶显示面板1的表面或背面分散。结果，能够有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的应力，从而能够得到更加优异的机械耐久性。
另外，在本实施方式中，在背光源单元2与驱动电路基板4之间，设置有具有比该背光源单元2广的区域的平面的金属板3。从而，背光源单元2整体被金属板3的面支撑，因此，即使从液晶显示面板1的上侧施加负荷，背光源单元2也不会由于金属板3的角而弯曲。
另外，通过上述表面侧粘弹性层、表面侧硬质层、背面侧粘弹性层和背面侧硬质层与金属板3的相互作用，可防止显示面板的损坏。
另外，背面侧粘弹性层5b的厚度Tb为20μm以上，并且此时的表面侧粘弹性层5a的厚度Ta具有Ta/Tb>1(Tb≠0)的关系，因此，在将直径约4cm且重量约200g的刚球从30cm的高度落下时的冲击试验中，能够确认显示面板1的耐久性的提高。
从而，能够提供相对于向液晶显示面板1的显示面的负荷和落下时的冲击能减轻破损、机械耐久性高的液晶显示装置10。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，优选表面侧粘弹性层5a的厚度Ta与背面侧粘弹性层5b的厚度Tb具有
Ta/Tb>2(Tb≠0)
的关系。由此，能够提供相对于向液晶显示面板1的显示面的负荷和落下时的冲击能可靠地减轻破损、机械耐久性高的液晶显示装置10。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，优选表面侧粘弹性层5a的厚度Ta为Ta≥50μm。由此，能够缓和液晶显示面板1的表面侧的冲击，防止显示面板的表面侧的破损。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，优选背面侧粘弹性层5b的厚度Tb为20μm≤Tb≤50μm。
由此，能够以与一般的粘合层的厚度相同的厚度形成背面侧粘弹性层5b。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，优选表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的至少一方为偏光板。
由此，能够将液晶显示面板1中使用的偏光板用作表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的至少一方。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，优选表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的至少一方为相位差板。
由此，能够将用于在液晶显示面板1中进行光学补偿的表面侧相位差板7a和背面侧相位差板7b用作表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b的至少一方。
另外，在本实施方式的液晶显示装置10中，在表面侧粘弹性层5a和背面侧粘弹性层5b中，通过非线性弹性抑制瞬间的应变，缓和并抑制从外部施加的、特别是瞬间施加的应力即冲击。从而，能够可靠并且有效地抑制传递到比较脆弱的显示面板的来自外部的应力和冲击，从而能够得到优异的机械耐久性。
另外，表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b具有线性弹性，因此，当从外部施加应力时，表面侧硬质层6a和背面侧硬质层6b会可靠地产生复原力、即回弹力。从而，从外部施加的应力被缓和，并且向液晶显示面板1的表面或背面分散。结果，能够可靠并且有效地抑制传递到比较脆弱的液晶显示面板1的应力，从而能够得到更加优异的机械耐久性。
[实施例]
本实施例中，对于实施方式1的液晶显示面板1，对表面侧粘弹性层5a的厚度和背面侧粘弹性层5b的厚度与破坏之间的关系进行了确认实验。
将其结果示于表1。此外，在本实验中，对如6(a)(b)所示，用表面侧偏光板1a代替表面侧硬质层6a、并且用背面侧偏光板1b代替背面侧硬质层6b的结构的情况进行介绍。
[表1]