JP4146679B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に係り、特に液晶表示パネルをフレームに収納した液晶表示装置に関する。
【０００２】
液晶表示装置は、テレビ、パソコン、携帯用端末のディスプレイ等に使用されている。特に、液晶表示装置は、軽量で且つ消費電力が少ないため携帯電話機などの小型電子端末の表示手段として利用されている。
【０００３】
【従来の技術】
アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、液晶を介在して互いに対向配置される透明基板を備えている。
【０００４】
図１５は従来の液晶表示装置の一部に断面を含む斜視図である。画像表示面は下側である。以下同じ機能を有する部位には同じ記号を付した。
【０００５】
従来の液晶表示装置は、間に液晶を挟んだ２枚の基板と、光源を含むバックライト組立てとを樹脂製の枠（フレーム）に固定して一体化している。また、一方の基板は液晶駆動用のドライバチップを備えている。このドライバチップは折り曲げ可能なフレキシブル基板を介して電力や表示データなどが供給される。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
近年、液晶表示装置は軽量化、薄型化が進んでいる。液晶表示装置を薄くするために、バックライト組立てや基板自体を薄くしており、バックライト群及び基板の強度が低下している。従来使用していた樹脂製の枠では液晶表示装置の強度向上には不十分である。
【０００７】
樹脂製の枠に替えて金属製の枠を使用することで、液晶表示装置の強度を向上させることができる。
【０００８】
一方、フレキシブル基板には配線をメッキするためのリードが設けられており、リードの端部はフレキシブル基板の端部から露出している。
【０００９】
そのため、金属製の枠を使用すると、メッキリードと金属製の枠とで電気的に短絡する可能性がある。メッキリードと金属製の枠とで電気的に短絡すると、画面の表示異常、画面不点灯等の問題が発生する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、画像を表示するパネルと、パネルに接続されたフレキシブル基板と、パネルを収納するフレームとを備えている。フレームは、導電性の材料で形成され、パネルの背面側に位置する背面部と、背面部からパネルの厚さ方向に延びる側壁部とを有している。またフレームは一部に絶縁領域を備えている。絶縁領域は背面部と側壁部との遷移部から離れた位置に配置してある。
【００１１】
このように構成することで、フレキシブル基板に形成された配線とフレームとの絶縁が可能となる。また一部にのみ絶縁領域を設けたため、フレームを回路的接地として使うこともできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
【００１３】
図１は本発明を適用した表示装置の斜視図であり、特に薄膜トランジスタを備えた液晶表示装置の斜視図である。
【００１４】
アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、液晶を介在して互いに対向配置される透明基板（パネル）を備えている。
【００１５】
図１の液晶表示装置は第１のパネル３と第２のパネル４とを対向して配置し、この間に液晶を介在させて封止してある。第１のパネル３には３色のカラーフィルタが形成されカラー表示を可能にしている。また、第１のパネル３の前面に画像が表示される。
【００１６】
第２のパネル４の液晶側の面は、Ｘ方向に延在しＹ方向に並設される複数のゲート線と、このゲート線と絶縁されてＹ方向に延在しＸ方向に並設されるドレイン（またはソース）線とを備えている。
【００１７】
互いに交差するゲート線とドレイン線とで囲まれる各領域に、該ゲート線からの走査信号によってオンするスイッチング素子と、該ドレイン線からの映像信号が前記スイッチング素子を介して供給される画素電極とが形成されて、いわゆる画素が構成されている。これらゲート線とドレイン線とで囲まれた領域が画素領域である。代表的なスイッチング素子として薄膜トランジスタがある。
【００１８】
画素領域を取り囲んで周辺領域が存在する。第２のパネル４の周辺領域は液晶駆動用の回路チップ（以下ドライバという）や接続用の配線が配置されている。
【００１９】
また、第２のパネル４にはフレキシブル基板（Flexible Printed Circulate）２が接続されている。液晶表示装置に画像を表示するためのデータまたは電力はフレキシブル基板２を介してゲートドライバＧＤｒ及びドレインドライバＤＤｒに供給される。
【００２０】
第１のパネル３及び第２のパネル４は金属製のフレーム１に収められて一体化されている。
【００２１】
図２は図１の液晶表示装置を裏面から見たときの図であり、一部に断面を含む斜視図である。液晶表示装置はバックライトからの光を透過または遮蔽して画像を表示している。バックライト組立ては導光板７を含み、図示していない光源、光反射板などを備えている。導光板７と液晶表示パネル４の間には拡散シートやプリズムシート等の光学補償シートが介挿されるが図示は省略した。液晶表示装置は、偏光板と、間に液晶を挟んだ２枚のパネルと、光源を含むバックライト組立てとを金属製の枠（フレーム）１に固定して一体化している。
【００２２】
本実施例ではマグネシウムのフレームを使用した。マグネシウムのフレームを使用することで、液晶表示装置の強度を向上でき、かつ、軽量化することができる。マグネシウムの他にアルミニウム、ステンレススチールを使用しても良い。マグネシウムまたはアルミニウムのフレームの表面抵抗は化成処理（防錆処理）を実施した状態で約１００Ω〜１０００Ωが一般的である。表面抵抗が約１００Ω〜１０００Ωであれば、フレームは回路接地として利用することができる。フレームを回路接地として使用する場合は、酸化等により導電性の変化し難い材質を選ぶと良い。
【００２３】
フレキシブル基板２は、一辺をドライバが配置された第２のパネルに固着され、折り返されている。折り返されたフレキシブル基板２はフレーム１の背面と対向している。フレキシブル基板２上にはＩＣチップ８、コンデンサ９、抵抗１０などが配置されている。また、フレキシブル基板２は接地用の電極６を有し、電極６はフレームと電気的に接続している。
【００２４】
フレキシブル基板２の幅（Ｘ方向）はフレーム１の幅よりも小さい。そのため、フレキシブル基板の端部はフレーム１の背面部１１上に位置している。
【００２５】
フレーム１は背面部１１に絶縁膜５が形成されている。なお、本発明における絶縁とは１０ＭΩ以上のことを言う。
【００２６】
また、フレキシブル基板２に形成されたリードは、その端部が絶縁膜５と重なるように配置してある。リード端部を集中して配置することで、絶縁膜の領域を小さくすることができる。
【００２７】
図３は図２の絶縁膜近傍の領域を拡大した上面図であり、図４は図３の側面図である。
【００２８】
フレキシブル基板２の端部にはリード１４が露出している。このリード１４はフレキシブル基板内部にてクローズしている配線に電解メッキする目的で使用される。フレキシブル基板内部の配線は外部の電極と接続できない。そのため、リード１４を使って内部の配線に電流を流している。
【００２９】
また、フレキシブル基板２のメッキ用リード１４の他に、フレキシブル基板上の回路のチェックや電流電圧測定用のテストパットと金属フレームとを絶縁する場合にも絶縁膜５を利用できる。テストパットはフレーム１とフレキシブル基板の間に挿入される。絶縁膜５はテストパットとフレーム１とを確実に絶縁できる。
【００３０】
本実施例で使用したフレキシブル基板２の厚さＴｆは約０．１ｍｍ〜０．１５ｍｍである。絶縁膜５の膜厚Ｔｉは１０μｍ〜２０μｍである。なお絶縁膜５の厚さのばらつきは±５μｍである。
【００３１】
絶縁膜５は遷移部１３から離れている。本実施例において、絶縁部５と遷移部１３との間隔Ｌは約２ｍｍである。
【００３２】
フレキシブル基板２の端部はフレーム１の絶縁膜５と重なっている。絶縁膜５上にフレキシブル基板のリード１４の端部が配置される。このように構成することで、リード１４とフレームとを確実に絶縁することができる。
【００３３】
またリード１４の端部は集中して配置してあるので、絶縁膜５の面積を小さくすることができる。
【００３４】
図５はフレーム１の斜視図である。フレームは、パネルの背面側に位置する背面部１１と、背面部１１からパネルの厚さ方向に延びる側壁部１２とを備えている。フレーム１には絶縁膜５が形成されている。絶縁膜は、背面部１１と側壁部１２との遷移部１３から離れた位置に存在する。遷移部１３は液晶表示装置の製造工程中に他の部品等と接触することが多い。遷移部１３に絶縁膜５が存在しないため、絶縁膜５の剥離を抑制できる。
【００３５】
本実施例では、絶縁膜を２個所に設けたが、フレキシブル基板のリードの配置により、絶縁膜５を１箇所に設けても良い。
【００３６】
図５のフレーム１は導電体であり、かつ背面部１１に貫通穴が無い。そのため図１の液晶表示装置を備えた携帯電話は電波の受信感度を向上でき、さらにノイズを防止することができる。
【００３７】
図６は他の構成をもつ液晶表示装置の斜視図である。図７は図６のフレーム１の斜視図である。図８は図７のフレームにはめ込まれるインナーフレーム１６の斜視図である。
【００３８】
第１のパネル３及び第２のパネルはガラス製のため、金属のフレーム１との摩擦により、欠ける可能性がある。パネルの破損を防止するために、樹脂製のインナーフレームにパネルをはめ込む。さらに、パネルと一体化したインナーフレームを金属製のフレーム１にはめ込む。
【００３９】
フレーム１は穴部１５を持っている。穴部１５にインナーフレーム１６の爪部１７を挿入して、パネルの固定及び位置決めをしている。また、フレーム１はボス１８を備えている。このボス１８はフレキシブル基板に開けられた穴がはめ込まれ、フレキシブル基板の位置決め及びフレキシブル基板を固定している。さらに、このボス１８を液晶表示装置の位置決めに使用することもできる。
【００４０】
フレームに形成された絶縁膜５は、背面部１１と側壁部１２との遷移部１３から離れた位置に存在する。さらに絶縁膜５は、穴部１５及びボス１８を避けて存在する。
【００４１】
フレーム１全体に絶縁膜を形成すると、爪を固定する穴部１５構成する面にまで絶縁膜が形成され液晶表示装置が厚くなるため、好ましくない。穴部１５を構成する面及びボス１８は位置決めの際に、他の部品と嵌合する。特に、フレーム１の穴部１５を形成する面に絶縁膜が存在すると、爪部１７により絶縁膜が剥離することがある。また爪部１７とフレーム１の間に絶縁膜が在ると液晶表示装置の厚さ方向（Ｚ方向）の寸法が大きくなる。また、フレーム１の穴部１５を形成する面に絶縁膜が存在すると、絶縁膜の膜厚のばらつきにより、液晶表示装置の厚さ方向（Ｚ方向）の寸法が大きく変化する。
【００４２】
本発明によれば、穴部１５及びボス１８以外に絶縁膜５が存在するため、絶縁膜の剥離を防止することができる。さらに、穴部１５を形成する面に絶縁膜がないので、液晶表示装置の厚さ方向の寸法を小さくすることができると共に、絶縁膜の膜厚の変化に関係なく安定した厚さをもつ液晶表示装置を提供できる。
【００４３】
また、フレーム１は遷移部１３上に穴部１５を備えている。フレーム１はフレキシブル基板２と対向する背面部１１に貫通穴が無いので、フレーム１は十分な強度を持つ。そのためフレームの板厚を薄くすることができ、結果として、液晶表示装置の厚さを薄くすることができる。また図６の液晶表示装置を備えた携帯電話は電波の受信感度を向上でき、さらにノイズを防止することができる。
【００４４】
図８のインナーフレーム１６は白色の樹脂で形成されている。インナーフレーム１６の側壁は導光板７の側面に対向して配置される。インナーフレーム１６の側壁と導光板７の側面を対向配置することで、導光板の側面から漏れる光を導光板内に反射させている。フレーム１が十分な強度を持つため、インナーフレームはパネルを保持する程の強度は必要ない。そのためインナーフレームを軽くすることができる。
【００４５】
また、インナーフレームは背面部に貫通穴を設けてある。そのため、液晶表示装置全体を軽量化することができる。
【００４６】
図９は他の構成をもつ液晶表示装置の斜視図である。図１０は図９の側面図である。図９、図１０の液晶表示装置は、フレーム１の両面にパネルを配置してある。前面に配置した液晶表示装置と背面に配置した液晶表示装置はフレキシブル基板２ａで接続している。
【００４７】
フレーム１は背面に第２の液晶表示装置１９を取り囲む第２の側壁２０を備えている。第２の側壁２０には液晶表示装置を挿入した樹脂フレームを固定するための穴部２１が形成されている。
【００４８】
また、フレーム１の背面１１には絶縁膜５が形成さている。図１０に示すように、絶縁膜５はフレーム１の背面と第２の側壁２０とに跨って形成してもよい。このように形成することで、露出したリードが第２の側壁と対向していても、絶縁膜５により確実に絶縁することができる。ただし、ボス１８及び第２の側壁の穴部２１は他の部品が嵌るため、絶縁膜５を配置しない。
【００４９】
次に絶縁膜５の製造方法について説明する。
【００５０】
上述の絶縁膜はスタンプ、印刷、またはステンシルによって形成するとよい。絶縁膜の必要な個所をくり抜いた型板（マスク）を金属製フレームの背面にあて、その上から絶縁塗料を塗って形成した。
【００５１】
また、図１０の絶縁膜はスタンプによって形成することで、背面と第２の側面とを同時に形成することができる。
【００５２】
その他の製造方法として、絶縁塗料をスプレーして絶縁膜を形成することもできる。まず、フレームの絶縁膜不要個所にテープを貼り、その上からスプレーで絶縁塗料を吹き付ける。絶縁塗料を焼成後にテープを剥がして絶縁膜を形成することができる。しかしながら、この製造方法はテープの貼り付け作業、剥がし作業があり、製造工程が多くなる。また、絶縁膜の位置精度、絶縁膜の厚さ精度が安定しない。さらに、テープを剥がす際に、絶縁膜も剥がれてしまい、ゴミが発生し不良となることがある。
【００５３】
本発明の液晶表示装置はフレームの背面と側壁との遷移部１３、ダボ１８、穴部１５に絶縁膜を有しない。そのため、遷移部１３、ダボ１８、穴部１５をマスクの位置合わせに使用することができ、マスクの位置合わせが容易である。よって、本発明の液晶表示装置を製造するには、スタンプ、印刷、またはステンシルによって絶縁膜を形成するとよい。
【００５４】
図１１は液晶表示装置の要部拡大断面図である。
【００５５】
図１１の液晶表示装置はパネル３，４とフレーム１の間にプリント基板２４が配置されている。プリント基板２４とフレーム１とで電気的に短絡する可能性がある。フレーム１の側壁１２内面に局所的に絶縁膜５を設けた。金属フレーム１に絶縁膜５を印刷したためプリント基板２４と金属フレーム１とを確実に絶縁することができる。
【００５６】
図１２は金属製の外筐体２２の内部に液晶表示装置を嵌めたフレーム１を配置したときの断面図である。外筐体２２の一部に絶縁膜２３を配置した。絶縁膜２３はプリント基板２４と外筐体２２とを絶縁する目的で設けた。プリント基板２４を挟んで上下に絶縁膜２３を配置したので、上下方向から圧力を受けてもプリント基板２４に設けた配線とフレーム１又は外筐体２３との導通を防止することができる。
【００５７】
図１３は本発明の他の構成を示す上面図である。図１４は図１３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【００５８】
絶縁部２６は、金属フレーム１に対して絶縁性の樹脂による射出成形（インサート成型もしくはアウトサート成型）により形成した。樹脂と金属とが熱融着しているため絶縁部材の剥離を抑制できる。この絶縁部２６の上にフレキシブル基板のリード端部がくるようにフレキシブル基板のリードを配置する。
【００５９】
図１４に示す通り、絶縁部２６を射出成形により形成したため、絶縁部２６はフレーム１の背面部と同一の面で形成できる。すなわち、フレーム１の背面部に対し、段差を形成せずに絶縁部を形成することができる。
【００６０】
上記各実施例では金属フレームに絶縁性の膜を形成することを説明したが、印刷法またはスタンプによって局所的に膜を形成する場合、１Ω〜１００Ω程度に導電性を向上させた導電膜を形成することも可能である。液晶表示装置の組立てに用いるボスや穴部を避けて局所的に導電膜を形成することで、導電膜の剥離を抑制することができる。
【００６１】
さらに、上記各実施例では携帯電話用に液晶表示装置を例にあげて説明したが、モニタ用の液晶表示装置、テレビ用の液晶表示装置、その他の表示装置に用いられる金属製のフレームに適用できる。
【００６２】
【発明の効果】
以上の実施例により説明したように、本発明によれば、液晶表示装置全体の薄型・軽量化が実現できる。また、液晶表示装置の製造工程においてゴミの発生を抑制でき、製造歩留りを向上できる。さらに、フレキシブル基板とフレームとを確実に絶縁できるので、表示画像の乱れを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の斜視図である。
【図２】図１の液晶表示装置を裏面から見たときの斜視図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の絶縁膜近傍の領域を拡大した上面図である。
【図４】図３の絶縁膜近傍の側面図である。
【図５】本発明による液晶表示装置のフレームの斜視図である。
【図６】本発明による液晶表示装置の斜視図である。
【図７】本発明による液晶表示装置のフレームの斜視図である。
【図８】本発明による液晶表示装置のインナーフレームの斜視図である。
【図９】本発明による液晶表示装置の斜視図である。
【図１０】図９の液晶表示装置の側面図である。
【図１１】本発明の液晶表示装置の断面図である。
【図１２】金属製の外筐体の内部に液晶表示装置を配置したときの断面図である。
【図１３】本発明の他の構成を示す上面図である。
【図１４】図１３のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図１５】従来の液晶表示装置の一部に断面を含む斜視図である。
【符号の説明】
１・・・フレーム、２・・・フレキシブル基板、３・・・第１のパネル、４・・・第２のパネル、５・・・絶縁膜、７・・・導光板、１１・・・背面部、１２・・・側壁部、１３・・・遷移部、１４・・・リード、１５・・・穴部、１６・・・インナーフレーム、１７・・・爪部、１８・・・ボス、２５・・・スペーサ。

Claims (3)

1. 画像を表示するパネルと、前記パネルに接続されたフレキシブル基板と、前記パネルを収納するフレームとを備えた液晶表示装置であって、
   前記フレームは、金属性の材料で形成され、前記パネルの背面側に位置する背面部と、前記背面部から前記パネルの厚さ方向に延びる側壁部とを有し、前記背面部と前記側壁部との遷移部から離れた位置に絶縁領域を有し、
   前記フレキシブル基板は、一部が前記フレームと電気的に接続されているとともに、他の一部が前記絶縁領域により前記フレームから絶縁されており、
   前記フレキシブル基板は、前記フレキシブル基板の端部まで延在された配線を有し、前記絶縁領域は前記配線の端部と重なり、
   前記フレキシブル基板は、接地用の電極を有し、前記接地用の電極を介して前記フレームと電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１において、前記フレームはマグネシウムであることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１において、前記フレームはアルミニウムであることを特徴とする液晶表示装置。

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