JP3943437B2

JP3943437B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3943437B2
Application number: JP2002135746A
Authority: JP
Inventors: 幸大和田; 秀明永久保
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 2002-05-10
Filing date: 2002-05-10
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2022-05-10
Also published as: JP2003330001A; KR100530719B1; TW200307833A; TWI226486B; CN1456924A; KR20030087937A; CN1211692C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐衝撃性が優れた液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に液晶表示装置は、液晶表示ユニットと、この液晶表示ユニットに駆動信号を入力するための駆動回路と、これらを一体に保持する枠部材とを有している。液晶表示ユニットは基本的に、２枚のガラス基板間に液晶組成物を封入してなる液晶パネル、前記ガラス基板の外側面に貼着された偏光板、位相差板などから構成されている。これに加えて、液晶表示ユニットが透過型あるいは半透過型の場合は液晶パネルの裏面（非表示面）にバックライト装置が装着されたり、また液晶表示ユニットが反射型の場合は液晶パネルの表面（画像表示面）にフロントライト装置、液晶表示ユニット内に反射板が装着されることもある。このような構成の液晶表示ユニットが携帯電話機やＰＤＡ（personal digital assistant、携帯情報端末）などの小型機器に用いられるようになると、機器全体の薄型化・軽量化のために、前記の液晶パネルに用いられているガラス基板や枠部材にも極度の薄型化・軽量化が求められるようになってきた。例えば前記ガラス基板の板厚は、従来１.１ｍｍ厚〜０.７ｍｍ厚程度であったものが、０.５５ｍｍ厚〜０.５ｍｍ厚、あるいは場合によって０.４ｍｍ厚程度まで薄型化されてきている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記のように部材が極度に薄型化・軽量化されると、機器の取り扱い、携帯時の機械的なねじれ、衝撃などによって液晶パネルや枠部材が破損しやすくなるという問題が発生している。特に携帯電話機やＰＤＡなどのモバイル機器では、携帯時に誤って路面や床に落としたり、また機器の上に重量物を落とすというような事故も考えられる。そこで、薄型・軽量なモバイル機器に用いられる液晶表示装置では、よりいっそうの耐衝撃性が求められるようになってきた。また、他の問題として、落下時などの衝撃によって液晶パネル内に気泡が発生するという問題も生じている。これは液晶組成物中に溶解していたガス成分、例えば空気が衝撃による急激な圧力変動によって気化することによって起こる現象と考えられている。
【０００４】
薄型液晶表示装置の耐衝撃性を改善するために従来から、例えば、液晶パネルと、駆動回路を搭載した回路基板と、導電性ゴムを含む弾性材を介してこの両者を所定の相対位置に固定する金属フレームとを有する液晶表示装置、あるいは液晶パネルと、駆動回路を実装したフレキシブル基板と、両者を覆うように配置されたフレームとからなり、フレキシブル基板が液晶パネルの電極端子配列面と一平面をなし、この接続部とフレームとの間に緩衝材を設けた液晶表示装置などが提案されている。しかしこれらは何れも、液晶パネルの電極端子とフレキシブル基板の電極端子との接続部を衝撃から保護しようとするものであり、これによって液晶パネル自体も保護されるとはいえ、極度に薄型化された液晶パネルの破損や気泡の発生などには効果が期待できなかった。本発明は前記の課題を解決するためになされたものであって、従ってその目的は、薄型化・軽量化した場合にも耐衝撃性が優れた液晶表示装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記の課題を解決するために本発明は、２枚の基板間に液晶組成物を封入した液晶パネルを含む液晶表示ユニットが一方の面を画像表示面として他方の面を非表示面として枠部材に収容されてなり、前記枠部材が、前記液晶表示ユニットの非表示面に対向する底板を有し、この底板の一部に開口部が形成され、前記液晶表示ユニットの前記非表示面に、前記底板の開口部に挿入される緩衝部材が装着されてなる液晶表示装置を提供する。
【０００６】
一般に液晶パネルの衝撃による破損や気泡の発生は、外部から伝達される衝撃に起因する。本発明の前記液晶表示装置においては、液晶表示ユニットの非表示面側に緩衝部材が装着されているので、この緩衝部材が液晶パネルの非表示面側に伝達された衝撃波を吸収し、破損や気泡の発生を有効に防止することができる。この場合、厚い緩衝部材が非表示面側に単に装着されていると緩衝部材の厚み分だけ液晶表示装置全体の厚みが増大することになり、薄型化の要求に応えられない。本発明において緩衝部材は枠部材の底板に形成された開口部に挿入されているので、緩衝部材の装着によって液晶表示装置全体の厚みが増大することはない。
【０００７】
前記の緩衝部材は板状の高分子発泡体からなり、かつこの緩衝部材の厚みは枠部材の底板の厚みと等しいか又はそれ以下であることが好ましい。更に、緩衝部材が高分子発泡体である場合、発泡体に含まれる気泡の平均径は１５μm〜６０μmの範囲内であることが好ましい。また前記の緩衝部材は、圧縮荷重（圧縮速度１.０mm/min、圧縮率２５％時）が０.６kg/cm₂〜０.０２kg/cm₂の範囲内であり、かつ圧縮永久ひずみ（JIS-K6401準拠）が０.５％〜５.０％の範囲内であることが好ましい。
【０００８】
液晶パネルに破損や気泡の発生をもたらす衝撃を有効に吸収し得る緩衝部材の特性を探索した結果、圧縮荷重特性と圧縮永久ひずみ特性とが重要であり、特にこれらの特性が上記の数値範囲内のとき、有効な緩衝効果が得られることがわかった。この特性を満足する素材としては高分子発泡体が挙げられる。本発明に好適に用いられる高分子発泡体の例としては、例えばポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、又は軟質ポリ塩化ビニルなどの発泡体を挙げることができる。特にポリエチレン及びポリウレタンの発泡体は、圧縮永久ひずみが低く、好適な数値範囲内にあって効果が高い。この高分子発泡体が板状又はシート状に成形され、その厚みが枠部材の底板の厚みと等しいか又はそれ以下とされていれば、液晶表示ユニットが枠部材に収容された状態で緩衝部材が枠部材の底板より外側に突出せず、外部応力から保護される。
【０００９】
本発明はまた、前記液晶パネルの辺部にフレキシブル基板が接続され、このフレキシブル基板が前記枠部材の外側面に沿って湾曲し、前記底板の開口部に被せられ、前記フレキシブル基板において前記開口部に面する位置に回路部品が搭載されてなる液晶表示装置を提供する。このとき、ＩＣチップなどの回路部品がフレキシブル基板上の前記開口部を覆う位置の外側面に配置されていることが好ましい。
【００１０】
フレキシブル基板が枠部材の外側に沿って回り込み、底板の開口部を覆っていて、ＩＣチップなどの回路部品がフレキシブル基板上の前記開口部外側に配置されていると、液晶表示装置が落下した際に回路部材が液晶パネルの裏面側に衝突しようとしても緩衝部材が衝撃を緩和する。
【００１１】
本発明は更に、前記液晶表示ユニットの画像表示面と前記枠部材の上面とが略面一とされ、その境界が衝撃吸収シートで覆われてなる液晶表示装置を提供する。
落下などによって液晶表示装置の側部が衝撃を受けると、衝撃応力の一部は枠部材の縁部から、この縁部と接触する液晶表示ユニットの辺部に伝達され、液晶パネルなどの破損をもたらす場合がある。液晶表示ユニットの画像表示面と前記枠部材の上面とが面一とされ、その境界が衝撃吸収シートで覆われていれば、この衝撃吸収シートによって衝撃波が吸収されるので、液晶表示ユニットは側部からの衝撃に対しても保護されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
次に本発明の実施の形態を具体例によって説明するがこれらは本発明を何ら制限するものではない。また、添付の図面は本発明の思想を説明するためのものであって、説明に不用な要素は省略しまた各要素の形状や寸法比は必ずしも実際のものを反映していない。
【００１３】
（実施形態１）
図１は本実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。図２は前記液晶表示装置の構成要素を分離して示す斜視図である。
本実施形態は反射型の液晶表示装置であり、概略、液晶表示ユニット１と、枠部材２と、フレキシブル基板３とから構成されている。このうち液晶表示ユニット１は、第１のガラス基板１１と第２のガラス基板１２との間にシール部材１３に囲まれて液晶組成物１４が封入されてなる液晶パネル１５と、この液晶パネル１５の一面側の画像表示面Ｓ側に貼着された偏光板及び２枚の位相差板からなる光制御板１６とからなっている。第１ガラス基板１１の一辺部はシール部材１３の外側に延びて電極端子部１７を形成している。電極端子部１７を除く液晶パネル１５の寸法は例えば４０mm×５０mmであり、第１及び第２のガラス基板１１，１２の板厚は例えば０.５５ｔである。なお、第１ガラス基板１１及び第２ガラス基板１２の双方又は一方の内側面には液晶駆動電極、カラーフィルタ、反射板、配向膜などが設けられているがここでは図示及び説明を省略する。
【００１４】
第２ガラス基板１２の裏面側（他面側）、すなわち液晶表示ユニット１の非表示面Ｂ側中央部には緩衝部材１８が貼着されている。この緩衝部材１８は、例えば厚み０.３mmの発泡ポリウレタンのシートを例えば１９mm×７.５mmの長方形に裁断して作成したものであり、両面テープで非表示面Ｂ側の中央部に貼り付けられている。この発泡ポリウレタンからなる緩衝部材１８は、圧縮荷重（圧縮速度１.０mm/min、圧縮率２５％時）が０.２kg/cm₂であり、圧縮永久ひずみ（JIS-K6401準拠）が２.０％であった。
【００１５】
枠部材２は、周壁を構成する枠部２１と底板２２とが一体に成形されたプラスチックのモールド部材であって、概略長方形の受け皿状をなし、底板２２の厚みは例えば０.３mmである。底板２２の中央付近には例えば２０mm×８mmの矩形状の開口部２３が形成されている。液晶表示ユニット１は、画像表示面Ｓを表出させて、枠部２１に囲まれた底板２２の上に載置される。このとき液晶表示ユニット１に貼着された緩衝部材１７は、底板２２の開口部２３に緩やかに嵌入される。また、底板２２の外側面には、フレキシブル基板３を枠部材２に係止するための爪型の突起部２５…が形成されている。
【００１６】
フレキシブル基板３は、概略長方形の可撓性樹脂基盤からなり、一方の端部に液晶パネル接続用の端子部３１が形成され、この端子部３１が液晶表示ユニット１の第１ガラス基板１１に形成された電極端子部１７とＡＣＦ（異方性導電フィルム）により接続されている。このフレキシブル基板３は、枠部材２の外側に引き出されて枠部材２の裏面側に回り込むように配置され、底板２２の外面に沿って、開口部２３を覆うように延在されている。フレキシブル基板３は好適な位置に設けられた突起部２５によって底板２２の外側面に係止されている。フレキシブル基板３の外面上で、開口部２３を覆う領域Ｒ内には、ＩＣチップなど厚みのある駆動用の回路部品３２…が複数実装されている。これらの回路部品３２…及び電極端子部１７は、フレキシブル基板３に形成された図示しないプリント配線によって互いに接続されている。またこのプリント配線は図示しない端子部を介して外部の回路に接続されるようになっている。
【００１７】
（実施形態２）
図３は第２実施形態の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
本実施形態は反射型の液晶表示装置であり、概略、液晶表示ユニット１と、フロントライト装置４と、枠部材２と、フレキシブル基板３とから構成されている。このうち液晶表示ユニット１及びフレキシブル基板３は実施形態１で説明したものと実質的に同様であるので詳しい説明は省略し、第１実施形態の構成と同一の部分には同一の符号を付した。
【００１８】
フロントライト装置４は、透明な板状体でその一方の面にプリズム状の凹凸が配列されてなる照明板４１と図示しない光源部とからなり、光源部からの光を照明板４１の側面から入射し、照明板４１の内面反射により液晶表示ユニット１に向けて照明光を面状に照射する装置であり、液晶表示ユニット１内の図示しない反射板で反射された前記の照明光は光制御板１６と照明板４１とを順次透過して観察者が画像を視認できるようになっている。本実施形態においてフロントライト装置４の照明板４１は、両面接着テープ４３により液晶表示ユニット１の光制御板１６の上に貼着されている。従って本実施形態においては照明板４１の外向き面が画像表示面Ｓになっている。また照明板４１の各辺部には段差状の切欠４２が形成されている。
【００１９】
枠部材２は、枠部２１と底板２２とが一体に成形されたプラスチックのモールド部材であって、実施形態１で説明したものと実質的に同様であるが、ただし枠部２１の上辺が内側に延び、額縁部２６を形成している。この額縁部２６は、液晶表示ユニット１とフロントライト装置４とが枠部材２内に収容された状態で照明板４１の切欠４２と係合しフロントライト装置４及び液晶表示ユニット１の抜け落ちを防止すると共に、その上面は照明板４１の画像表示面Ｓと面一となるように調整されている。そしてこの額縁部２６と照明板４１との境界には、粘着剤によって、発泡ポリウレタンからなる衝撃吸収シート４４が貼着されている。
【００２０】
【実施例】
（耐衝撃性試験）
実施形態１の液晶表示装置を実施例１として耐衝撃性を以下の方法で試験した。図４は耐衝撃性試験の実施状態を示す概略図である。パネル寸法は約４０×５０mm（板厚０.５５ｔのガラス基板利用）の液晶パネルに偏光板と位相差板を２枚貼付し、液晶パネルの端部に駆動用ＩＣチップを複数搭載した構成であり、液晶パネルの周囲に厚さ０.３mmの樹脂モールドの枠状構造体を嵌め込んだ。このモールドには約２０×８mmの開口部が形成されている。この開口部に対して液晶パネルの背面側に発泡性ポリウレタン（圧縮残留歪２.０％（ＪＩＳＫ６４０１）、圧縮荷重０.２kg/cm²）からなる板厚０.３mm、寸法１９×７.５mmの緩衝部材１８を両面テープで貼り付けた。
図４に示すように、本液晶表示装置の画像表示面Ｓの中央部に荷重計測用のピックアップセンサ（リオン社製モデルＰＶ９０Ｂ）ＰＵを両面テープ（厚み２５μm）で貼着した。この供試体を、非表示面Ｂの側を下にして、机上のラワン板（板厚３０mm）上方に水平な状態で保持し、落下高さｈを１０cmから１００cmまで変化させ自然落下させた。
【００２１】
各落下試験ごとに供試体の破損状況を観察し、破損発生高さと破損部位とを記録した。同様に各落下試験ごとに供試体の液晶パネル内の気泡発生状況を観察し、気泡発生状況を記録した。また、破損・気泡発生の有無に係わらず、落下させたときピックアップセンサＰＵにより計測された荷重（Ｇ）を測定し、測定結果を図５に示した。
【００２２】
（比較例１）
比較のため、実施形態１と同様の構成で、ただし枠部材の底板に開口部を形成せず、かつ液晶表示ユニットの非表示面Ｂに緩衝部材を貼着しない比較例の液晶表示装置を作成し、実施形態１のものと同様に上記の耐衝撃性試験を行った。その結果を図５に示す。
【００２３】
図５に示す耐衝撃性試験の結果、実施形態１の液晶表示装置は緩衝部材を持たない比較例１に比べ、破損発生高さが大幅に向上し、衝撃も減少したことがわかる。実施例１の液晶表示装置では落下高さ１００cmまで液晶表示装置に破損が生じることがなく、液晶パネル内に衝撃による気泡も生じなかった。更に落下高さを１３０cmとしたところ液晶表示装置が破損した。
【００２４】
（実施例２）
実施形態１と同様の構成で、ただし緩衝部材１８の厚みを０.５mmとして実施形態１の場合と同様の耐衝撃性試験を行った。用いた緩衝部材はポリウレタン製で、圧縮荷重（圧縮速度１.０mm/min、圧縮率２５％時）は０.２kg/cm₂であり、圧縮永久ひずみ（JIS-K6401準拠）は２.５％であった。
この実施例２の試験では落下高さ１５０cmまで液晶表示装置の破損は生じなかった。
【００２５】
（実施例３）
実施例１と同様の構成で、ただし緩衝部材１８として厚み０.３mmの発泡ポリエチレンシートを１９mm×７.５mmの寸法に裁断したものを用いた。この発泡ポリエチレンシートは圧縮荷重が０.４０kg/cm₂であり、圧縮永久ひずみ（JIS-K6401準拠）が４.５％であった。この試験体について実施例１の場合と同様の耐衝撃性試験を行ったところ、落下高さ９０cmまで液晶表示装置の破損は発生しなかった。
以上の試験結果から、いずれの実施例１、２、３においても比較例よりも優れた衝撃吸収性能が実証された。
【００２６】
【発明の効果】
本発明の液晶表示装置は、枠部材の底板に開口部が形成され、液晶表示ユニットの非表示面側に、前記開口部に挿入し得る緩衝部材が装着されているので、液晶表示装置が大幅に薄型化・軽量化された場合にも、耐衝撃性が優れた特性を得ることができる。
本発明において緩衝部材が板状の高分子発泡体からなり、かつこの緩衝部材の厚みが前記枠部材の底板の厚みと等しいか又はそれ以下であるならば液晶表示装置全体の厚みを増加することなく耐衝撃性に優れたものが得られる。
【００２７】
本発明は更に、液晶表示ユニットの画像表示面と枠部材の上面とが略面一とされ、境界が衝撃吸収シートで覆われてなるので、落下などによって液晶表示装置の側部が衝撃を受けると、衝撃吸収シートによって衝撃が吸収されるので、液晶表示ユニットは側部からの衝撃に対しても保護され、衝撃に強い構造とされる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明に係る実施形態１の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図２】図２は前記液晶表示装置の構成要素を分離して示す斜視図である。
【図３】図３は本発明に係る実施形態２の液晶表示装置の構成を示す断面図である。
【図４】図４は耐衝撃性試験の実施状態を示す概略図である。
【図５】図５は液晶表示装置の落下試験結果を示す図である。
【符号の説明】
１…液晶表示ユニット、２…枠部材、３…フレキシブル基板、４…フロントライト装置、１１…第１ガラス基板、１２…第２ガラス基板、１３…シール部材、１４…液晶組成物、１５…液晶パネル、１６…光制御板、１７…電極端子部、１８…緩衝部材、２１…枠部、２２…底板、２３…開口部、２５…爪部、２６…額縁部、３１…端子部、３２…回路部材、４１…照明板、４２…切欠、４３…両面接着テープ、４４…衝撃吸収シート。

Claims

２枚の基板間に液晶組成物を封入した液晶パネルを含む液晶表示ユニットが一方の面を画像表示面として他方の面を非表示面として枠部材に収容されてなり、
前記枠部材が、前記液晶表示ユニットの非表示面に対向する底板を有し、この底板の一部に開口部が形成され、
前記液晶表示ユニットの前記非表示面に、前記底板の開口部に挿入される緩衝部材が装着されてなることを特徴とする液晶表示装置。
前記緩衝部材は板状の高分子発泡体からなり、かつこの緩衝部材の厚みが前記枠部材の底板の厚みと等しいか又はそれ以下であることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記緩衝部材は、圧縮荷重（圧縮速度１.０mm/min、圧縮率２５％時）が０.６kg/cm₂〜０.０２kg/cm₂の範囲内であり、かつ圧縮永久ひずみ（JIS-K6401準拠）が０.５％〜５.０％の範囲内であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。
前記液晶パネルの周辺部にフレキシブル基板が接続され、前記フレキシブル基板が前記枠部材の外部側に出され該枠部材の外側面に沿って湾曲されて前記枠部材の裏面側に添わされて前記底板の開口部側に被せられ、前記フレキシブル基板において前記開口部に面する位置に回路部品が搭載されてなることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の液晶表示装置。
前記液晶表示ユニットの画像表示面と前記枠部材の上面とが略面一とされ、その境界が衝撃吸収シートで覆われてなることを特徴とする請求項１〜請求項４の何れかに記載の液晶表示装置。