JP2008203728A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 液晶パネルの一部剥離を防ぎ、衝撃力に強い液晶表示装置を提供する。
【解決手段】 ガラス基板１１Ａの延設部１３と、バックライトユニット２との間に挿入されたスペーサ４では、ドライバチップ５に対向する位置に空隙が設けられている。この空隙により、機器に外力が加えられ、回路基板６やバックライトユニット２が撓んでも、その撓みの液晶パネル１やドライバチップ５への影響を低減することができる。この結果、液晶表示装置１０の構造は、液晶パネル１の一部剥離がなく、衝撃力に対しても強いものとなる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶層を駆動するＩＣドライバが、ガラス基板上に実装されたＣＯＧ方式の液晶パネルを備える液晶表示装置に関する。

従来より、小型化が要求される機器に組み込まれる液晶表示装置として、ＣＯＧ方式の液晶パネルを備える液晶表示装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

ＣＯＧ方式の液晶パネルを備える液晶表示装置では、その液晶パネルの裏側のガラス基板の一部が、表側のガラス基板や、それらを挟む２枚の偏光板に対して延設されており、その延設された端子部（延設部）には、液晶層を駆動するためのＩＣドライバが実装されている。また、この端子部には、ＦＰＣ（フレキシブルプリント配線板）の一端が圧着されており、ＦＰＣの他端は機器本体からの信号が伝送される回路基板に接続されている。このＦＰＣを介して、端子部上のＩＣドライバと回路基板とが電気的に接続されるようになる。
特許２９８７７６０号公報

一般的に、液晶パネルは回路基板の上方に配置されるため、一端がガラス基板に、他端が回路基板に接続されたＦＰＣは、折り曲げられた状態で機器に組み込まれている。ＦＰＣは、折り曲げられると、内部に折り曲げ応力が発生し、それが折り曲げに対する反発力（復元力）となって現われる。この反発力は、ＦＰＣの一端が圧着されたガラス基板の延設部を中心とする液晶パネルの一部を浮き上がらせようとするため、その浮き上がりを防止すべく何等かの対策が必要となる。

また、ＣＯＧ方式の液晶表示装置が組み込まれる機器は、携帯電話機などの携帯機器であることが多い。このため、液晶表示装置としては、それが組み込まれた機器を落とした場合の衝撃に強いものであることが要求される。

このような衝撃に対応する方法としては、例えば、緩衝材を用いて液晶パネルを保護する方法が考えられる。しかしながら、この方法を用いた場合には、液晶パネルを固定する力が弱まって、装置全体の強度が低下するおそれがある。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、液晶パネルの一部の浮き上がりを防止することができるうえ、外部からの衝撃力に強い液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明においては、上記課題を解決するために、以下の手段を講じた。すなわち、基板と、前記基板上に固定されたバックライトユニットと、前記バックライトユニット上に搭載され、液晶層と、当該液晶層を挟む２枚のガラス基板と、当該２枚のガラス基板をさらに挟む２枚の偏光板とを有する液晶パネルであって、前記２枚のガラス基板のうちの裏側のガラス基板が、前記２枚の偏光板及び表側のガラス基板に対して延設された延設部を有し、当該延設部上であってその表側に、前記液晶層を駆動するドライバＩＣが搭載されたＣＯＧ方式の液晶パネルと、前記液晶パネルと前記バックライトユニットとを接着するために、前記延設部と前記バックライトユニットとの間に挿入されたスペーサとを備え、前記裏側のガラス基板と前記スペーサとの間において、前記ドライバＩＣの設置面の裏側に空隙が設けられている液晶表示装置とした。

この空隙を、スペーサに設けられた貫通穴又はザグリ部によって形成することとした。また、空隙に対応する延設部の領域が、ドライバＩＣの設置領域よりも大きくした。さらに、バックライトユニットとスペーサを一体的に形成することとした。

上記液晶表示装置によれば、裏側のガラス基板の延設部とバックライトユニットとの間に、両者を接着するスペーサが挿入されている。このスペーサより、ガラス基板の延設部を中心とする液晶パネルの浮き上がりが防止される。また、裏側のガラス基板とスペーサとの間において、ドライバＩＣの設置面の裏側に空隙が設けられている。このようにすれば、液晶表示装置に衝撃力が加えられ、その衝撃力により回路基板やバックライトユニットが激しく撓んだとしても、この空隙により、液晶パネルやドライバＩＣに加えられる力を小さくすることができるので、液晶パネルのわれ、破損、欠けやドライバＩＣの破損や剥離の発生が防止される。

本発明の液晶表示装置は、基板の端子部に設けられたドライバＩＣ等の実装部品を有する液晶パネルと、この液晶パネルを固定するためのフレームと、基板端子部の裏面とフレームの間に設けられたスペーサを備えており、このスペーサに基板の裏面と接触する側に空隙を設けることにより、実装部品が設置された部位の基板の裏面とスペーサが接触しないように構成されている。ここで、空隙は、スペーサに貫通穴又はザグリ部を設けることによって形成されている。さらに、空隙の開口面積が、実装部品の設置領域よりも大きいこととした。さらに、フレームとスペーサを一体的に形成した。液晶パネルを照明するためにバックライトが設けられている構成ではバックライトフレームにスペーサを設けても良い。

以下、本発明の実施例を、図面に基づいて詳細に説明する。図１に、ＣＯＧ方式の液晶パネルを備える液晶表示装置の断面構成を示す。この断面図は、液晶表示装置１０のＹ軸方向に関して略中心を切断したときの断面図である。図１に示すように、液晶表示装置１０は、液晶パネル１と、バックライトユニット２と、両面テープ３と、スペーサ４と、ドライバチップ５と、回路基板６と、ＦＰＣ７とを備えている。

液晶パネル１は、図示しない液晶層と、その液晶層を挟む２枚のガラス基板（１１Ａ、１１Ｂ）とを有している。ガラス基板１１Ａは、−Ｚ側、すなわち裏側のガラス基板であり、ガラス基板１１Ｂは、＋Ｚ側、すなわち表側のガラス基板である。液晶パネル１は、液晶層とガラス基板（１１Ａ、１１Ｂ）を挟む２枚の偏光板（１２Ａ、１２Ｂ）をさらに有している。偏光板１２Ａは、裏側の偏光板であり、偏光板１２Ｂは、表側の偏光板である。

ガラス基板１１Ａには、画素ごとに画素電極（透明電極）が設けられており、ガラス基板１１Ｂには、画素間で共通の共通電極（透明電極）が設けられている。この画素電極と共通電極との間に印加される電圧によって、液晶パネル１の各画素におけるバックライトユニット２からの光の透過率が決定される。液晶表示装置１０では、液晶パネル１の各画素の両電極間の電圧が不図示のコントローラによって後述するドライバチップ５を介して制御される。この結果、液晶パネル１の表側の表示面上に画像が表示されるようになる。

液晶パネル１は、ＣＯＧ方式の液晶パネルである。ガラス基板１１Ａは、ガラス基板１１Ｂ、偏光板（１２Ａ、１２Ｂ）に対して延設された延設部１３を有している。この延設部１３は、ガラス基板１１Ａと、ガラス基板１１Ｂ等とが重なっていない領域であるともいえる。そして、この延設部１３の表面側には、液晶層を駆動するためのドライバＩＣとしてのドライバチップ５が設けられている。

バックライトユニット２は、フレーム２１と、ＬＥＤチップ２２と、導光板２３と、各種光学フィルム２４、２５、２６とを備えている。フレーム２１には、ＬＥＤチップ２２と、導光板２３と、各種光学フィルム２４〜２６とが搭載される。ＬＥＤチップ２２は、発光ダイオードを有し、液晶表示装置１０の光源として発光ダイオードからの光を、導光板２３に射出する。導光板２３は、ＬＥＤチップ２２からの光を、液晶パネル１へと導光する。各種光学フィルム２４、２５、２６は、導光板２３の表面や裏面に貼り付けられている。光学フィルム２４は、導光板２３により導かれた光を、液晶パネル１の方へ反射する反射フィルムであり、光学フィルム２５、２６は、導光板２３により導かれた光を散乱させ、液晶パネル１を照明する光を均一化する光学フィルムである。以上の構成を有するバックライトユニット２は、液晶パネル１の全面をほぼ均一に照明する。

両面テープ３は、Ｚ軸方向から見て形状が矩形枠状となっているテープである。両面テープ３は、液晶パネル１とバックライトユニット２との間に挿入され、両者の外周部同士を接着固定する。より具体的には、両面テープ３は、一方の面でバックライトユニット２の光学フィルム２６の外周部と接着され、他方の面で液晶パネル１の偏光板１２Ａの外周部と接着されている。これにより、液晶パネル１と、バックライトユニット２とが、両面テープ３を介して接着固定されるようになる。なお、両面テープ３は、バックライトユニット２からの漏れ光を遮光する遮光テープとしての役割も果たしている。

回路基板６は、液晶表示装置１０が組み込まれる機器（不図示）の本体から供給される電気的な信号を伝送するための伝送回路などが形成された基板である。バックライトユニット２は、両面テープ２７により、回路基板６上に接着固定されている。回路基板６上の回路の一部と、バックライトユニット２のＬＥＤチップ２２とは、電気的に接続されており、その回路を介してＬＥＤチップ２２内の発光ダイオードを発光させるための電力が供給されている。

また、機器本体からの信号が伝送される回路基板６には、ＦＰＣ７の一端が圧着されており、ガラス基板１１Ａの延設部１３には、ＦＰＣ７の他端が圧着されている。このＦＰＣ７を介して、延設部１３上のドライバチップ５と、回路基板６上の駆動信号の伝送回路が電気的に接続されるようになり、回路基板６上の回路からドライバチップ５に、液晶パネル１の駆動信号が供給されるようになる。

液晶パネル１は回路基板６上に搭載されるため、ガラス基板１１Ａと回路基板６とに両端が圧着されたＦＰＣ７は、図１に示されるように、折り曲げられた状態で設置されるようになる。このような状態では、ＦＰＣ７内に折り曲げ応力が発生し、それが折り曲げに対する反発力（復元力）となって外部に現れる。この結果、ガラス基板１１Ａの延設部１３は、ＦＰＣ７の反発力によって＋Ｚ方向への力を受けるようになる。そして、この力が強すぎると、延設部１３を中心とする液晶パネル１の一部が、剥がれて浮き上がる現象が発生するおそれがある。

その対策として、液晶パネル１上のガラス基板１１Ａの延設部１３と、バックライトユニット２との間に、スペーサ４が挿入されている。スペーサ４は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）材等からなる絶縁体であり、その厚みは、偏光板１２Ａの厚みとほぼ同じ（後述する両面テープを考慮して若干薄くなる程度）となっている。また、スペーサ４の上面には、例えば両面テープ３’が貼られており、スペーサ４の下面側には、両面テープ３が貼られている。これにより、ガラス基板１１Ａとバックライトユニット２とがこのスペーサ４を介して接着固定されるようになる。このように、スペーサ４を挿入すれば、液晶パネル１（特に、ガラス基板１１Ａの延設部１３）とバックライトユニット２との間を接着固定する力をより強固なものとすることができるので、ＦＰＣ７の反発力による延設部１３周辺の液晶パネル１の一部の浮き上がりを防止することができる。

スペーサ４には、いわゆるザグリ部４１が設けられている。ザグリ部４１は、スペーサ４の表側の面のへこみ（凹部）である。このザグリ部４１は、ドライバチップ５の真下（−Ｚ側）、すなわち、ガラス基板１１Ａの延設部１３における、ドライバチップ５が設置されている面の裏側に位置するように設けられている。

図２には、本実施形態に係る液晶表示装置１０の一部の斜視図が示されている。図２においては、図面の錯綜を避けるために、両面テープ３、３’については図示が省略されている。図２に示されるように、バックライトユニット２のフレーム２１にスペーサ４がはめ込まれ、そのスペーサ４の上に、液晶パネル１のガラス基板１１Ａの延設部１３が搭載されるようになる。また、ドライバチップ５の形状は、Ｙ軸方向を長手方向とする略直方体状となっている。スペーサ４のザグリ部４１は、ドライバチップ５の形状にあわせて、ガラス基板１１Ａと、スペーサ４との間にＹ軸方向を長手方向とする直方体形状の空隙が形成されるような形状となっている。

液晶表示装置１０が組み込まれる機器としては、携帯電話機などの携帯機器であることが多い。このため、液晶表示装置１０は、それが組み込まれた携帯機器を落とした際の衝撃に強いものであることが要求される。このスペーサ４のサグリ部４１によって形成される空隙は、このような衝撃を液晶パネル１やドライバチップ５に伝えないようにするために設けられている。例えば、液晶表示装置１０に衝撃力が加えられ、その衝撃力により回路基板６やバックライトユニット２が激しく撓み、その内部に応力（ストレス）が発生したとしても、この空隙により、そのストレスの液晶パネル１への影響が緩和される。この結果、液晶パネル１やドライバチップ５に対する携帯機器の落下の衝撃の影響が低減され、液晶パネル１の割れ、破損、欠けやドライバＩＣの破損や剥離の発生が防止されるようになる。

図３には、液晶表示装置１０の上面図が示されている。図３には、液晶表示装置１０の各部の寸法が示されている。図３に示されるように、バックライトユニット２のフレーム２１の寸法は、例えば、縦（Ｘ軸方向）が例えば４０ｍｍ程度で、横（Ｙ軸方向）が例えば３５ｍｍ程度の大きさとなっている。また、バックライトユニット２の導光板２３、光学フィルム２４〜２６、液晶パネル１のガラス基板１１Ａ、１１Ｂ、偏光板１２Ａ、１２Ｂは、このフレーム２１に収納可能なサイズに構成されている。

ここで、ガラス基板１１Ａの延設部１３とスペーサ４のザグリ部４１との間に形成される空隙に対応する延設部１３上の領域を領域Ａとする。また、延設部１３におけるドライバチップ５の設置領域を領域Ｂとする。

図３に示されるように、表側（＋Ｚ側）から見ると、領域Ａは、領域Ｂよりも大きくなっており、領域Ｂを完全に含んでいる。領域Ａの大きさは、領域Ｂに対してある程度余裕（マージン）をもった大きさとなっている。

領域Ｂの寸法は、Ｘ軸方向の長さがｄで、Ｙ軸方向の長さがｌとなっている。ｌは例えば１６ｍｍであり、ｄは例えば１．０ｍｍである。これに対し、領域ＡのＸ軸方向の寸法は、領域Ｂのそれと比較して、＋Ｘ方向にｄ１だけ大きくなっており、−Ｘ方向にｄ２だけ大きくなっている。ｄ１は、例えば１．０ｍｍであり、ｄ２は、例えば１．０ｍｍである。また、領域ＡのＹ軸方向の寸法は、領域Ｂのそれと比較して、＋Ｙ方向に、ｌ１だけ大きくなっており、−Ｙ方向にｌ２だけ大きくなっている。ｌ１は、例えば１．５ｍｍであり、ｌ２は、例えば１．５ｍｍである。

ｄ１、ｄ２、ｌ１、ｌ２は、スペーサ４の寸法公差や、スペーサ４のガラス基板１１Ａの延設部１３上の設置誤差などを考慮して決定することができる。すなわち、スペーサ４の寸法に誤差があったり、スペーサ４の設置位置に誤差があったとしても、領域Ｂが、領域Ａからはみ出さないように、ｄ１、ｄ２、ｌ１、ｌ２が設定されている。

ｄ１、ｄ２、ｌ１、ｌ２を大きくとり、ザグリ部４１を大きくすればするほど、液晶表示装置１０に加えられる衝撃力によって発生する回路基板６やバックライトユニット２の撓みに応じて、液晶パネル１やドライバチップ５に発生する内部応力を低減することが可能となり、液晶パネル１の割れ、破損、欠けや、ドライバチップ５の破損や剥離などの発生を防止することができるようになる。しかしながら、ザグリ部４１を大きくすればするほど、ガラス基板１１Ａとスペーサ４との接着面積は小さくなるため、液晶パネル１とバックライトユニット２との間の接着力が減少する。

したがって、領域Ａの大きさは、スペーサ４の寸法公差や設置誤差と、液晶パネル１とバックライトユニット２との間の十分な接着力が得られる接着面積との双方を考慮して決定されるようにするのが望ましい。

なお、ザグリ部４１の深さに特に制限はないが、回路基板６やバックライトユニット２の撓んでも、スペーサ４のザグリ部４１の底面と、ガラス基板１１Ａとが接触しない程度の深さとなっていればよい。

なお、本実施例では、図１〜図３において、液晶表示装置１０が備えるドライバチップ５を１つだけ図示したが、実際の液晶表示装置では、ドライバチップ５は複数設けられている場合もある。また、ドライバチップは、ガラス基板１１ＡのＸ軸端だけでなく、Ｙ軸端にも設けられている場合もある。このような場合には、スペーサのザグリ部は、ドライバチップごとに設けられるようになる。

以上詳細に説明したように、本実施形態によれば、ガラス基板１１Ａの延設部１３と、バックライトユニット２との間にスペーサ４が挿入されている。これにより、ガラス基板１１Ａの延設部１３を中心とする液晶パネル１の浮き上がりが防止される。また、ガラス基板１１Ａとスペーサ４との間では、ドライバチップ５の設置面の裏側に空隙が設けられている。このようにすれば、液晶表示装置１０に対して外部から衝撃力が加えられ、その衝撃力により回路基板６やバックライトユニット２が激しく撓んだとしても、この空隙により、液晶パネル１やドライバチップ５に加えられる力を小さくすることができるので、液晶パネル１のわれ、破損、欠けやドライバチップ５の破損や剥離の発生が防止される。

また、本実施例によれば、ガラス基板１１Ａとバックライトユニット２との間に、緩衝材を挿入し、その緩衝材で両者を接着固定するよりも、液晶パネル１を強く固定することができるので、外部からの衝撃によっても故障が発生しにくい構造を有する液晶表示装置となる。

なお、本実施例では、空隙を形成するためにスペーサ４に設けられたザグリ部４１はスペーサ４のコーナまで達しているが、ザグリ部４１は、スペーサ４の上面に対して陥没した凹部であればよい。

また、このザグリ部４１に代えて、スペーサ４にＺ軸方向に貫通する貫通穴を設けるようにしてもよい。この貫通穴も、ドライバチップ５の設置位置の裏側に設ける必要があるのは勿論である。また、スペーサ４の形状を、Ｚ軸方向から見て、Ｕ字状とするようにしてもよい。

要は、スペーサ４の形状が、ガラス基板１１Ａとスペーサ４との間において、ドライバチップ５の設置面の裏側に空隙が形成されるような形状となっていればよい。

また、ザグリ部４１によって形成される領域Ａの形状は、矩形である必要はないが、前述のとおり、寸法公差や設置誤差と、十分な接着力が得られる接着面積とを考慮して望ましい形状とする必要がある。

なお、バックライトユニット２とスペーサ４とは、例えば、樹脂成型等により、一体的に形成するようにしてもよい。このようにすれば、スペーサ４の製造工程を省略することができるようになるため、製造コストの削減が実現される。また、スペーサ４とバックライトユニット２との間を接着する両面テープを備える必要がなくなるため、その分の製造コストを削減することができる。

なお、バックライトユニット２と液晶パネル１とを固定するためには、両面テープ３を用いる必要はなく、例えば、液晶パネル１については、バックライトユニット２と接着材で固定したり、ねじ止めしたりするようにしてもよい。

上述したように、本実施形態に係る液晶表示装置１０は、スペーサ４の形状のみが従来のものと異なるので、携帯機器などに設計変更や負担を強いることなく、液晶表示装置１０をその機器に組み込むことができる。

なお、本発明者により、液晶表示装置１０を組み込んだ携帯電話機について、自由落下試験などを行ったところ、ガラス基板１１Ａとスペーサ４との間に空隙を設けた場合、空隙を設けない場合と比較すると、ドライバチップ５のクラックの発生頻度が著しく低減することが確認された。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構造を示す断面図である。 図１の液晶表示装置の構成を示す斜視図である。 図１の液晶表示装置の上面図である。

符号の説明

１ 液晶パネル
２ バックライトユニット
３、３’ 両面テープ
４ スペーサ
５ ドライバチップ
６ 回路基板
７ フレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）
１０ 液晶表示装置
１１Ａ、１１Ｂ ガラス基板
１２Ａ、１２Ｂ 偏光板
２１ フレーム
２２ ＬＥＤチップ
２３ 導光板
２４、２５、２６ 光学フィルム
２７ 両面テープ
４１ ザグリ部

Claims (4)

1. 基板と、前記基板と対向するように対置される対向基板と、前記基板と前記対向基板の間に設けられた液晶層と、前記基板の表面上の端子部に設けられた実装部品を有する液晶パネルと、
   前記液晶パネルを固定するためのフレームと、
   前記端子部の基板の裏面と前記フレームの間に設けられたスペーサを備え、
   前記スペーサに前記基板の裏面と接触する側に空隙を設けることにより、前記実装部品が設置された部位の前記基板の裏面と前記スペーサが接触していない液晶表示装置。
2. 前記空隙は、前記スペーサに設けられた貫通穴又はザグリ部によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記空隙の開口面積が、前記実装部品の設置領域よりも大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
4. 前記フレームと前記スペーサとが一体的に形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。

Images