JP2014077900A

JP2014077900A - 液晶表示装置およびその製造方法

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Publication number: JP2014077900A
Application number: JP2012225812A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Hatakeyama; 研一畠山; Yuichi Inoue; 勇一井上; Tomoaki Kawada; 友朗川田
Original assignee: Japan Display Inc
Current assignee: Japan Display Inc
Priority date: 2012-10-11
Filing date: 2012-10-11
Publication date: 2014-05-01

Abstract

【課題】
メタルフレームレス構造でも機械的強度を維持するようにした液晶表示装置を提供する。
【解決手段】
画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板とを含む液晶表示パネルと、発光素子と導光板とを含むバックライトと、前記液晶表示パネルおよび前記バックライトを収納するフレームを備える液晶表示装置において、前記フレームは、樹脂モールドフレームであり、前記樹脂モールドフレームに、フレームを構成する樹脂よりも強度が高い補強材を、部分的に設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特に、メタルフレームレス構造でも機械的強度を維持するようにした液晶表示装置に関する。

近年、携帯電話や携帯情報端末などに用いる中小型の液晶表示装置においては、薄型化、軽量化を目的として、液晶表示モジュール（ＬＣＭ）構成部材であるメタルフレームの薄型化や軽量化が行われている。しかし、メタルフレームの薄型化などにより、表示装置として、従来と同等の機械的強度を確保することが困難となってきている。

ＬＣＭの薄型化とともに機械的強度を維持することを目的として、例えば特許文献１には、液晶表示モジュール１と、前記液晶表示モジュール１を照らす照明ユニット２と、前記液晶表示モジュール１及び照明ユニット２を覆う金属フレーム３とを有する液晶表示装置において、金属フレーム３または照明ユニット２の長辺の２側部に金属フレーム３と別体の補強板４を配設すること、が開示されている（要約参照）。

また、特許文献２には、電気光学パネルＬＣＰと、電気光学パネルＬＣＰを収容するフレーム１とを備え、フレーム１は、フレーム１の底部を構成する金属板２と、フレーム１の周囲の枠を構成する樹脂部３とによって構成され、金属板２は底部から屈曲して立ち上がり、樹脂部３には、金属板２の縁が樹脂部３の屈曲形状に沿うように屈曲されて埋め込まれている電気光学装置、が開示されている（要約参照）。

特開平１０−１３３１７９号公報特開２００９−６９３３４号公報特開２００７−１６３５５６号公報

ＬＣＭに曲げやねじり等の力が作用した場合、特許文献１や特許文献２に見られるように、従来はメタルフレームでＬＣＭの変形を抑制していた。しかし、樹脂モールドのみでフレームを構成するメタルフレームレス構造の場合は、液晶表示パネルまたは樹脂モールドに直接外力が作用して、液晶表示パネルにガラスクラックが発生したり、ＬＣＭの変形（反り）が発生してしまう。

本発明は、メタルフレームレス構造でも機械的強度を維持するようにした液晶表示装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の液晶表示装置は、画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板とを含む液晶表示パネルと、発光素子と導光板とを含むバックライトと、前記液晶表示パネルおよび前記バックライトを収納するフレームを備える液晶表示装置において、前記フレームは、樹脂モールドフレームであり、前記樹脂モールドフレームに、フレームを構成する樹脂よりも強度が高い補強材を、部分的に設けたことを特徴とするものである。

本発明の液晶表示装置において、樹脂モールドフレームを構成する四辺のそれぞれ中央部分に、補強材を配置するのが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置において、補強材の長さは、１５〜３０ｍｍ、若しくは辺の全長の１５〜３０％の長さとするのが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置において、更に、樹脂モールドフレームを構成する角部に、補強材を配置してもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、ＴＦＴ基板の対向基板の端部が位置する境界部に、補強材を配置するのが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材の長さを、境界の前後で、それぞれ２ｍｍ以上とするのが好ましい。
また、本発明の液晶表示装置において、更に、前記補強材を、ＴＦＴ基板の、対向基板が重ね合わされない、ガラス１枚部に設けてもよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、非金属材料からなるものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記非金属材料からなる補強材は、セラミックス、カーボン、強化プラスチック、アルミナ、ジルコニア、グラファイトの何れかからなるものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、金属材料からなるものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、樹脂モールド成形により、前記樹脂モールドフレームに埋め込まれているものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、前記樹脂モールドフレームの勘合部に嵌め込まれているものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、前記樹脂モールドフレームに貼り付けられているものでよい。
また、本発明の液晶表示装置において、前記補強材は、角柱状、板状、円柱状、凸状、十字状、またはＬ字状でよい。

本発明の液晶表示装置の製造方法は、画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板とを含む液晶表示パネルと、発光素子と導光板とを含むバックライトと、前記液晶表示パネルおよび前記バックライトを収納するフレームを備える液晶表示装置の製造方法であって、金型内に、フレームを構成する樹脂よりも強度が高い補強材を固定するステップと、前記金型に、樹脂を注入し、前記補強材を埋め込んでモールド成形するステップと、固化した樹脂を取り出して前記液晶表示装置の樹脂モールドフレームとするステップとを含むことを特徴とするものである。
本発明の液晶表示装置の製造方法において、前記補強材は、非金属材料からなるものでよい。

本発明によれば、液晶表示装置において、メタルフレームレス構造の場合でも、機械的強度を維持することができる。
また、液晶表示装置のサイズの大型化に伴う、液晶表示パネル、樹脂モールド、導光板などの部材単体の反りを抑制することができ、ＬＣＭの変形（反り）を抑制することができる。

本発明の実施例１の液晶表示装置の構造を示す図である。本発明の実施例１の液晶表示装置のＡ−Ａ’線に沿う断面図である。補強材の変形例を示す図である。実施例１の液晶表示装置の製造方法を示す図である。実施例１の液晶表示装置の製造方法を示す図である。本発明の液晶表示装置の別の製造方法を示す図である。本発明の液晶表示装置の別の製造方法の詳細を示す図である。勘合部の変形例を示す図である。本発明の実施例２の液晶表示装置の構造を示す図である。従来の液晶表示装置の構造を示す図である。

本発明の実施例を説明する前に、従来の液晶表示装置の一例について説明する。

図９は、特許文献３に記載の液晶表示装置を示す図である。
液晶表示モジュールは、液晶表示パネル１１０と、バックライト１２０と、金属フレーム１３０から構成されている。

液晶表示パネル１１０は、液晶セルと、その上面に貼り付けられた上偏光板１１７と、下面に貼り付けられた下偏光板１１６とを備えている。液晶セルは、画素電極、薄膜トランジスタ等が設けられたＴＦＴ基板１１２と、カラーフィルタ等が形成された対向基板１１３とを所定の間隔を隔てて貼り合わせ、両基板間に液晶を封入して構成されている。ＴＦＴ基板１１２の端部には、ドライバ等を構成するドライバＩＣ１１４が実装されている。

バックライト１２０は、樹脂製のモールド１２６と、モールドの内部に配置される光学シート群１２４と、導光板１２２と、導光板の側面に設けられる発光ダイオード１２３と、反射シート１２５から構成されている。

そして、液晶表示パネル１１０とバックライト１２０とが金属フレーム１３０に組み込まれて、液晶表示モジュールが構成されている。

この液晶モジュールは、バックライトの樹脂製のモールド１２６などを改良することにより、基板の薄型化、外形寸法の小型化を図っている。しかし、金属フレームを用いるものであって、メタルフレームレス構造のものではない。

本発明は、メタルフレームレス構造でも機械的強度を維持するようにしたものである。以下に、本発明の実施例を、図面を用いて説明する。

図１および図２に、本発明の実施例１の液晶表示装置のフレームを示す。図１はその概略図を、図２はＡ−Ａ’線に沿う断面図を示す。

図に示されるように、本実施例のフレームは、四辺形の枠の形状をしており、樹脂モールド成形により製造した、メタルフレームレス構造の樹脂モールドフレーム１０である。樹脂材料としては、ポリカーボネート樹脂などを用いることができる。メタルフレームに代えて、樹脂モールドフレームとすることにより、軽量化、低価格化、組立工数の削減などを図ることができる。

フレームの長辺の中央部分、および短辺の中央部分には、補強材２０が部分的に埋め込まれている。補強材は、樹脂内部に完全に埋め込まれていてもよいし、或いは、表面に出ていてもよい。補強材２０の長さ（Ｌ‖、Ｌ⊥）は、１５〜３０ｍｍ、若しくは、各辺の全長の１５〜３０％の長さが好ましい。

補強材の材料は、モールド樹脂よりも強度が高い材料を用いればよい。金属材料であれば、ステンレス、アルミニウムなどを用いることができる。非金属材料としては、セラミックス、カーボン、強化プラスチックなど、具体的にはアルミナ、ジルコニア、グラファイトなどを用いることができる。非金属材料を用いることにより、電磁界やノイズ等の影響を回避することができる。

補強材の形状としては、図３に示すように、（ａ）角柱状、（ｂ）板状、（ｃ）円柱状、（ｄ）凸状、（ｅ）十字状、（ｆ）Ｌ字状などとすることができる。凸状、十字状、Ｌ字状とすることにより、少ない体積の補強材で強度を高めることができる。

図１では、フレームの長辺および短辺の中央部分に補強材を設けているが、さらに、フレームの４つの角部に補強材を設けてもよい。角部の補強材としては、角部に沿うように、例えばＬ形とすればよい。

図４Ａおよび図４Ｂに、実施例１の、補強材を埋め込んだ樹脂モールドフレームの製造方法を示す。
図４Ａの（ａ）は、射出成形機の構成を示している。射出成形機は、固定側金型４２と可動側金型４１を備えている。また、ノズル４７を有するシリンダ４５を備え、シリンダ４５には樹脂４４を供給する樹脂供給部４３が取り付けられている。射出成形時には、スクリュー４６により樹脂４４をノズル４７に供給し、ノズル４４から金型へ樹脂を射出する。
図４Ａの（ｂ）に示すように、射出成形に先立ち、可動側金型４１に、補強材４８をセットし、吸着パッド４９およびケーブル５０で固定する。次に、図４Ａの（ｃ）に示すように、可動側金型４１を固定側金型４２側に移動し、両金型を合わせる。
図４Ｂの（ｄ）に示すように、ノズル４７から金型に樹脂４４を注入する。図４Ｂの（ｅ）に、射出成形後の状態を示す。
図４Ｂの（ｆ）に示すように、射出成形後、可動側金型４１を移動して樹脂モールド５１を取り出す。
これにより、補強材４８を埋め込んだ樹脂モールドフレームを成形することができる。

図４Ａ、図４Ｂでは、樹脂モールド成形の際に、補強材を埋め込むようにしたが、樹脂フレームに補強材を嵌め込む、或いは貼り付けるようにしてもよい。

図５に、補強材２０を樹脂フレーム１０に嵌め込む例を示す。樹脂フレーム１０の左右の長辺の中央部分に勘合部６０を形成し、補強材２０を設けている。図６の左側に示すように、樹脂モールドフレーム１０に、成形時に予め勘合部６０を形成しておく。そして、補強材２０を正面から勘合部６０に落とし込む。これにより、図の右側に示すように、樹脂モールドフレーム１０と補強材２０を一体化することができる。

図７に、勘合部の変形例を示す。図７の（ａ）は、勘合部６０の中心部に溝７０を設けるとともに、補強材を勘合部に沿うような凸部を設けた形状とすることにより、補強材を勘合部から外れにくくしたものである。図７の（ｂ）は、勘合部６０を２つ設けそれぞれに補強材を嵌め込むものである。また、図７の（ｃ）は、勘合部６０を樹脂フレームの内側および外側に設けたものである。補強材を複数設けることにより、さらに機械的強度を高めることができる。なお、勘合部は、貫通していてもよいし、或いは、一方が閉じていてもよい。

補強材を貼り付ける場合には、例えば、両面テープで樹脂モールドフレームの側面に貼り付けるようにすればよい。

図８に、本発明の実施例２の液晶表示装置を示す。

本実施例において、液晶表示装置を構成するフレームは、樹脂モールドで形成したフレーム１０である。液晶表示パネルは、画素電極、薄膜トランジスタ等が設けられたＴＦＴ基板１１２と、カラーフィルタ等が形成された対向基板１１３とを所定の間隔を隔てて貼り合わせ、両基板間に液晶を封入して構成されている。

図に示すように、ＴＦＴ基板１１２には、その端部にドライバＩＣなどを配置するために、対向基板１１３よりもＴＦＴ基板１１２の長さを長くしてある。そのため、ＴＦＴ基板１１２の対向基板の端部が位置する境界部には、応力が掛かりやすく、大きな応力が掛かると、ＴＦＴ基板を構成するガラス基板が破損してしまう。また、対向基板１１３が重ね合わされていない、ＴＦＴ基板１１２のガラス１枚部も、強度が小さく、大きな応力が掛かると破損してしまう。

本実施例では、ＴＦＴ基板１１２の対向基板１１３の端部が位置する境界部８０に、補強材２０を取り付ける。補強材の長さは、境界の前後で、それぞれ２ｍｍ以上とすればよい。補強材の樹脂フレームへの取り付け方法は、実施例１で述べたように、樹脂モールド成形時に補強材を埋め込む、樹脂モールドフレームに勘合部を設けておき、補強材を嵌め込む、例えば両面テープで補強材を貼り付ける、などがある。

さらに、補強材を、ＴＦＴ基板１１２の、対向基板１１３が重ね合わされない、ガラス１枚部の全体に設けてもよい。

本実施例によれば、応力が掛かりやすい、ＴＦＴ基板１１２の対向基板１１３の端部が位置する境界部８０に補強材２０を設けることにより、また、機械的強度が弱い、対向基板１１３が重ね合わされない、ＴＦＴ基板１１２のガラス１枚部に補強材２０を設けることにより、ガラス基板の破損などを防止し液晶表示装置を保護することができる。

１０樹脂モールドフレーム
２０補強材
４１可動側金型
４２固定側金型
４３樹脂供給部
４４樹脂
４５シリンダ
４６スクリュー
４７ノズル
４８補強材
４９吸着パッド
５０ケーブル
５１樹脂モールド
６０勘合部
７０溝
８０境界部
１１０液晶表示パネル
１１２ＴＦＴ基板
１１３対向基板
１１４ドライバＩＣ
１１６下偏光板
１１７上偏光板
１２０バックライト
１２２導光板
１２３発光ダイオード
１２４光学シート群
１２５反射シート
１２６モールド
１３０金属フレーム

Claims

画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板とを含む液晶表示パネルと、
発光素子と導光板とを含むバックライトと、
前記液晶表示パネルおよび前記バックライトを収納するフレームを備える液晶表示装置において、
前記フレームは、樹脂モールドフレームであり、
前記樹脂モールドフレームに、フレームを構成する樹脂よりも強度が高い補強材を、部分的に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
樹脂モールドフレームを構成する四辺のそれぞれ中央部分に、補強材を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２に記載の液晶表示装置において、
補強材の長さは、１５〜３０ｍｍ、若しくは辺の全長の１５〜３０％の長さとしたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項２または請求項３に記載の液晶表示装置において、更に、
樹脂モールドフレームを構成する角部に、補強材を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１に記載の液晶表示装置において、
ＴＦＴ基板の対向基板の端部が位置する境界部に、補強材を配置したことを特徴とする液晶表示装置。
請求項５に記載の液晶表示装置において、
前記補強材の長さを、境界の前後で、それぞれ２ｍｍ以上としたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項５または請求項６に記載の液晶表示装置において、更に、
前記補強材を、ＴＦＴ基板の、対向基板が重ね合わされない、ガラス１枚部に設けたことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、非金属材料からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項８に記載の液晶表示装置において、
前記非金属材料からなる補強材は、セラミックス、カーボン、強化プラスチック、アルミナ、ジルコニア、グラファイトの何れかからなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、金属材料からなることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、樹脂モールド成形により、前記樹脂モールドフレームに埋め込まれていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、前記樹脂モールドフレームの勘合部に嵌め込まれていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、前記樹脂モールドフレームに貼り付けられていることを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜７の何れか１つに記載の液晶表示装置において、
前記補強材は、角柱状、板状、円柱状、凸状、十字状、またはＬ字状であることを特徴とする液晶表示装置。
画素電極、薄膜トランジスタ等が形成されたＴＦＴ基板と、カラーフィルタ等が形成された対向基板とを含む液晶表示パネルと、
発光素子と導光板とを含むバックライトと、
前記液晶表示パネルおよび前記バックライトを収納するフレームを備える液晶表示装置の製造方法であって、
金型内に、フレームを構成する樹脂よりも強度が高い補強材を固定するステップと、
前記金型に、樹脂を注入し、前記補強材を埋め込んでモールド成形するステップと、
固化した樹脂を取り出して前記液晶表示装置の樹脂モールドフレームとするステップと
を含むことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
請求項１５に記載の液晶表示装置の製造方法において、
前記補強材は、非金属材料からなることを特徴とする液晶表示装置の製造方法。