JP5361377B2 - Ｌｃｄ装置 - Google Patents

Description

本発明は、ＬＣＤ装置に関する。

最近、ＰＤＡ(Personal Digital Assistant)フォン、スマートフォン、携帯電話及びミュージックフォン等のような移動通信端末機の普及化、且つ、機能の多様化に伴い、その活用範囲も段々広くなっている。

通常、移動通信端末機には、映像表示手段としてＬＣＤ(liquid crystal display)装置が装着される。このようにＬＣＤ装置が装着された製品を使用する場合、静電気放電(ＥＳＤ：Electro-Static Discharge)現象が発生し得る。ＥＳＤが発生すると、移動通信端末機は、内部素子の損傷により正常に駆動されないこともありうる。

図１は、ＥＳＤ現象が発生した場合の一般の電流波形を示すグラフである。

ＥＳＤは２つの物体間に電荷が移動する現象であって、図１に示すように、電流が１ｎｓ以下の時間の間急激に上昇し、数十ｎｓの間放電される特性を持つ。図１において、ｘ軸は電流が発生する時間(単位：ｎｓ)を示し、ｙ軸は電流(Ａ)の相対的な量を示す。

一方、移動通信端末機の露出部位(例えば、避雷針のように電荷放電が容易である構造を持つ部位)の何れも、ＥＳＤ現象による放電経路の役割を果すことができる。また、ＥＳＤ現象による電荷の流れは、移動通信端末機製品の内部へ導入されうる。これは、人体には致命的ではないが、製品生産時や実際に使用されるフィールド領域で電子製品を損傷させて移動通信端末機の作動が不可能になりうる。

図２は、一般の移動通信端末機が、正常に駆動される場合と、ＥＳＤにより正常に駆動されない場合とを例示した図である。

図２の(ａ)には、ＥＳＤの発生前に移動通信端末機１０ａが正常に作動している様子が示されている。同図に示すように、正常な画面１２ａが表示されている。

一方、図２の(ｂ)には、ＥＳＤの発生後に移動通信端末機１０ｂが正常に作動していない様子が示される。同図に示すように、正常な画面の代りに、初期化した画面１２ｂだけが表示されている。通常、例示された非正常な作動は“白化現象（white screen state）”と呼ばれる。

白化現象とは、ＥＳＤの発生により、各構成部の動作が中止され、電源だけが印加された状態になることをいう。このとき、ユーザーは、電源を初期化しなければ、移動通信端末機を正常状態に復帰させることができない。

しかしながら、前述した例の他にも、ＥＳＤによる内部素子の損傷により、移動通信端末機が永久的に動作されないこともありうる。

図３は、ＥＳＤ実験装置を介した耐ＥＳＤ性試験を例示的に示す図で、図４は、放電器に使用される放電チップの種類を例示する図である。

耐ＥＳＤ性試験の一例として、図３に示すように、放電チップ２２が具備されたＥＳＤガン(ESD gun)を使用して、移動通信端末機１０のディスプレイウィンドウの部位を所定の電圧に人為的に放電させる。ここで、移動通信端末機１０の機能がチェックされる。人為的な放電は、気中放電(air type ESD)テスト及び接触放電(contact type ESD)テストを用いて行われる。図４に示すように、接触放電テスト(図４の(ａ))であるか気中放電テスト(図４の(ｂ))であるかによって異なる種類の放電チップ２２ａ、２２ｂが使用される。

このとき、放電チップ２２ａ、２２ｂは、移動通信端末機１０のケース面に垂直に位置され、移動通信端末機１０とグランドとの間に約９４０ｋΩの抵抗が接続される。また、移動通信端末機１０は、放電ボード上に配置されなければならない。気中放電テストの場合、放電チップ２２ｂはテスト地点に近接して１回ショット放電され、接触放電テストの場合、放電チップ２２ａはテスト地点に接触して１回ショット放電される。

公衆の間で広く使用されているＮ社及びＴ社のＬＣＤ装置の製品に前述した方式の耐ＥＳＤ性試験を行うと、気中放電の場合は約８ｋＶ、接触放電の場合は約５ｋＶ程度の電圧において白化現象が発生する。

このような試験の結果によれば、製品生産時や実際に使用されるフィールドでＥＳＤの影響が大きい。よって、耐ＥＳＤ性がより強化されたＬＣＤ装置の開発が要求されている。

よって、本発明の目的は、高いＥＳＤ電圧に対して耐性を持つことができるＬＣＤ装置を提供することにある。

本発明によるＬＣＤ装置は、映像を表示する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルを駆動させるドライバー回路が設けられ、所定の長さ及び幅に延長されてグランド領域が形成される外郭部を備えるＰＣＢ(printed circuit board)と、前記ＰＣＢが配置され、前記グランド領域と電気的に接続されるシャシーとを含み、前記ＰＣＢの外郭部は、結合された液晶表示パネルの両側面と隣接しながら平行に設けられ、前記外郭部に形成されたグランド領域は、外に露出され、前記露出されたグランド領域と隣接した前記シャシーには、前記液晶表示パネルの両側面とそれぞれ隣接しながら平行な方向に第１ライン溝が形成され、前記グランド領域は、前記液晶表示パネルの下側端から側面中央まで連続した構造で形成され、前記第１ライン溝は、前記グランド領域の端から前記液晶表示パネルの上側領域まで連続した構造で形成され、前記液晶表示パネルを間において前記ＰＣＢと対向する前記シャシー上には液晶表示パネルの上側面と平行に設けられた第２ライン溝が形成されたことを特徴とする。

本発明によれば、気中放電の場合は約２２ｋＶ、接触放電の場合は約１５ｋＶの高いＥＳＤ電圧にも製品の内部回路が保護され、その耐性がより強化される。

以下、添付図面に基づき、本発明による実施形態を詳細に説明する。本発明の実施形態に対する説明において、同じ符号は同じ構成要素を示す。

本発明の実施形態では、フォルダー型携帯電話を移動通信端末機の例として説明する。しかしながら、本発明による移動通信端末機は、これに限定されるものではなく、音声通信手段が具備された携帯用端末機及びデータ通信手段が具備された携帯用端末機などを含む意味として使用される。本発明による移動通信端末機は、映像表示手段としてＬＣＤ装置を備えた携帯用端末機を含む。

図５は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置を備えた移動通信端末機の一部構造を示す図である。図６は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーの構造を示す図である。図７は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のメイン液晶表示パネルの正面図である。

図５には、移動通信端末機の構成部のうち、液晶表示パネル１００ｂ、シャシー３００及びＰＣＢ(２００)が示されている。液晶表示パネル１００ｂ、シャシー３００及びＰＣＢ(２００)は、フォルダー型携帯電話においてホルダー部分に搭載される構成部である。

本発明による移動通信端末機は、メイン液晶表示パネル１００ａ及びサブ液晶表示パネル１００ｂを備えてよい。メイン液晶表示パネル１００ａ及びサブ液晶表示パネル１００ｂは、そのサイズが同一でもよいし異なっていてもよい。シャシー３００は、上部シャシー３１０及び下部シャシー３２０を含む。

メイン液晶表示パネル１００ａ及びサブ液晶表示パネル１００ｂは、映像を表示する構成部として、シャシー３００に結合される。図５には、シャシー３００に結合されたサブ液晶表示パネル１００ｂが示されている。シャシー３２０上にはＰＣＢ(２００)が結合される。

図６によれば、本発明によるシャシー３００は、中央部に四角形状の貫通部３３０ａ、３３０ｂが形成された構造として、上部シャシー３１０及び下部シャシー３２０が結合されて構成される。図７に示すように、メイン液晶表示パネル１００ａは、上部シャシー３１０に結合されるため、前面部から見れば上部シャシー３１０だけが一部見えることになる。

ＰＣＢ(２００)には、液晶表示パネルを駆動させるドライバー回路が設けられている。ＰＣＢ(２００)の両端部に脚形状の外郭部２２０が平行に延設されている。外郭部２２０は、サブ液晶表示パネル１００ｂの周りに沿って形成される。外郭部２２０には上部グランド領域２２２ａが形成される。

ＰＣＢ(２００)の外郭部２２０は、例えば、９ｍｍ〜１９ｍｍの長さで形成される。テスト結果を反映して、外郭部２２０を約９.２ｍｍ〜１８.３５ｍｍで形成してもよい。また、外郭部２２０の幅は、１.８ｍｍ〜２.３ｍｍのサイズで形成してもよい。

ＰＣＢ(２００)は、フレキシブルＰＣＢとして具現できる。上部グランド領域２２２ａは、ＰＣＢ(２００)のカバー層の一部を除去する方法により形成される。

この場合、上部グランド領域２２２ａは、外郭部２２０の上面カバー層の一部を除去して形成してもよい。また、上部グランド領域２２２ａは、外郭部２２０の上面及び底面カバー層の一部を除去して形成してもよい。

グランド領域２２２が上記と異なるようにして形成される場合については、以下においてシャシー３００との通電結合構造を説明するときに述べる。

また、ＰＣＢ(２００)の外郭部２２０には、ＥＳＤ現象による電流をより容易に放出するためにビアホール２２４が形成されている。ビアホール２２４は、０.２ｍｍ〜０.５ｍｍの直径で形成される。ＰＣＢ(２００)の全体に形成されたビアホールの８％〜１０％の数のビアホール２２４が、外郭部２２０に形成されている。たとえば、ＰＣＢ(２００)の全体には約１６０個のビアホールが設けられ、通常はグランド領域内に形成される。

このようにグランド領域２２０の構造設計を変更してビアホール２２４を形成するのは、接地機能を強化し、関連技術に比べてＥＳＤ現象による電流の放出効果を最大にするためである。

また、回路素子にＥＳＤ電流の一部が流入されることを遮断するために、ＰＣＢ(２００)の回路部２１０にバリスタ素子２１２が設けられる。バリスタ素子２１２は、回路内に一定電圧以上の過電圧が発生する場合、これを吸収して電子回路を保護する可変抵抗の一種として、回路部２１０のリセット端子に配置されている。バリスタ素子２１２は、チップコデンサーなどの積層部品に関連した技術と、セラミック半導体材料技術とによって製作される。

ＰＣＢ(２００)は、本発明による移動通信端末機の本体に具備される電子回路等に連結される連結部２３０を備える。ＰＣＢ(２００)は、ＥＳＤ電流の放出を極大化するために、連結部２３０が形成された領域までグランド領域を拡張させることができる。

一方、シャシー３００は、ＰＣＢ(２００)の上面カバー層の一部が除去されて形成された上部グランド領域２２２ａと電気的に接続される。これにより、シャシー３００は、液晶表示パネルにＥＳＤ電流が直接伝達される経路を遮断させることができる。

図８は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーとＰＣＢのグランド領域とが電気的に導通された形態を示す正面図である。図９は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーとＰＣＢのグランド領域とが導通された形態を示す側面図である。

図８及び図９によれば、ＰＣＢのカバー層の一部が除去された上部グランド領域２２２ａが形成される。そして、上部グランド領域２２２ａとシャシー３００とが導電性テープ２４０により電気的に接続される。ここで、外郭部の下部に下部グランド領域をさらに形成してもよい。

本発明の実施形態において、シャシー３００は、前述したように上部シャシー３１０及び下部シャシー３２０を備えてよい。下部シャシー３２０は、上部シャシー３１０と互いに結合される構造を有し、このようにシャシー３００の全体とグランド領域２２２とが電気的に接続されることで、ＥＳＤ電流の遮断機能をより強化できる。

図１０は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置において、ＰＣＢの底面領域に下部グランド領域が形成された場合を例示した図である。

図１０によれば、ＰＣＢ(２００)の外郭部２２０がシャシー３００から分離されて後側に形成される。外郭部２２０の底面のカバー層の一部が除去されて下部グランド領域２２２ｂが形成されている。

ここで、導電性テープは、図８〜図９を参照して説明した実施形態とは異なり、外郭部２２０の下に位置される。これにより、シャシー３００とＰＣＢ(２００)の下部グランド領域２２２ｂとが電気的に接続される。

図１０によれば、ＰＣＢ(２００)の外郭部２２０の下部グランド領域２２２ｂが底面側でシャシー３００と結合されるため、正面から見れば導電性テープは見えなくなる。

図８〜図１０を参照して、シャシー３００、グランド領域２２２ａ、２２２ｂ及び液晶表示パネル１００ｂが導電性テープにより電気的に接続される２つの例を説明した。このとき、液晶表示パネル１００ｂの液晶注入口が位置しない領域面においてシャシー３００及びグランド領域２２２ａ、２２２ｂが結合される。

また、シャシー３００は、液晶表示パネル１００ｂと結合された状態において、落下のような外部の衝撃により破損又は反りが発生して損傷し得る。シャシー３００の表面にライン溝４００を形成することにより、このような損傷を最小化できる。図１１は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置において、シャシーにライン溝が形成されたことを示す正面図である。

図１１によれば、シャシー３００には、ＰＣＢ(２００)が結合された面のうち、上面に１つのライン溝４００ｂと、側面の各々に１つ以上のライン溝４００ａとが形成される。このような構造を介して、シャシー３００は外部の衝撃に対する耐性を持つことになる。

本発明によるＬＣＤ装置の構造による耐ＥＳＤ性の向上の程度をテスト分析結果により確認すると、以下の通りである。

参考として、耐ＥＳＤ性試験は、次のような条件の下で行われた。

第一に、耐ＥＳＤ性試験は、気中放電及び接触放電について行われた。

第二に、ＬＣＤ装置のサンプルとしては、前述したＮ社の製品３個、本発明による製品３個が使用され、それぞれのサンプルに対して１回の放電が行われた。

第三に、測定規格(通過基準)としては、気中放電の場合は“２０ｋＶ”とし、接触放電の場合は“１０ｋＶ”とした。

第四に、測定位置として、フォルダー型移動通信端末機のホルダー部内の液晶表示パネルウィンドウに近接した８箇所が選択され、各々１回放電が行われた。図１２は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置を使用した移動通信端末機の耐ＥＳＤ性試験時の８箇所の測定位置を示す図である。

第五に、ＰＣＢ及びグランド領域の構造が変更され、且つバリスタ素子が具備された場合と、導電性テープによりシャシーが結合された場合とに対して別々にテストを行った。

第六に、導電性テープの種類によってそれぞれのテストを行った。

第七に、ＬＣＤ装置の白化現象が発生した否かをテストの通過基準とした。

図１３は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置に使用される導電性テープの種類によるテスト結果を示す図表である。

図１３によれば、導電性テープとしては、エンボス型、銅箔型、金色型、銀色型及びジョインセット(joinset)型のテープが使用された。接触放電時に１８ｋＶ及び１９ｋＶのＥＳＤ電圧が加えられた場合、銅箔型、金色型、銀色型及びジョインセット型のテープで白化現象が発生することが分かる。

これと類似に、気中放電の場合には、エンボス型テープの以外には不規則に白化現象が発生することが確認できる。したがって、テスト結果によれば、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置には、エンボス型導電性テープが使用されるのが好ましい。

図１４は、本発明の実施形態によるＬＣＤ装置の総合的なテスト結果を示す図表である。

図１４に示すように、従来のＮ社のＬＣＤ装置の製品に比べ、気中放電及び接触放電の場合の全てに対し、各８箇所の測定位置において３回のテストを実施した結果、本発明によるＬＣＤ装置は白化現象が発生しないことで、耐ＥＳＤ性が強化されたことを確認できる。図１４の(ａ)は、Ｎ社のサンプルに対するテスト結果を示すもので、図１４の(ｂ)は、本発明の実施形態によるサンプルに対するテスト結果を示すものである。

よって、本発明による停電放電の耐性が改善されたＬＣＤ装置は、気中放電の場合は約２２ｋＶ、接触放電の場合は約１５ｋＶのＥＳＤ電圧にも安定して駆動できる。

このような移動通信端末機は、前述したＬＣＤ装置と、外部との通信を行う通信手段と、通信手段及びＬＣＤ装置の映像表示を制御する制御部とを含むことができる。

なお、本発明では好適な実施形態を中心として説明したが、これに限定されるものではなく、本発明が属する技術分野の通常の知識を有した者であれば、本発明の要旨から逸脱しない範囲内で多様に変形できることが分かる。例えば、本発明の実施形態に具体的に表現された各構成要素は、変形して実施できるものである。

本発明によるＬＣＤ装置によれば、気中放電の場合は約２２ｋＶ、接触放電の場合は約１５ｋＶである高いＥＳＤ電圧にも内部回路の保護により耐性が強化される。これにより、製品生産時の不良率を減少させることができ、実際に使用されるフィールドでＥＳＤが発生しても、安定してサービスを維持できる。

ＥＳＤ現象が発生した場合の一般の電流波形を示すグラフである。 一般の移動通信端末機が正常に駆動される場合と、ＥＳＤにより正常に駆動されない場合とを例示した図である。 ＥＳＤ実験装置を介して耐ＥＳＤ性試験を行うことを例示的に示す図である。 放電器に使用される放電チップの種類を例示する図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置を備える移動通信端末機の一部構造を示す図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーの構造を示す図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のメイン液晶表示パネルの正面図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーとＰＣＢのグランド領域とが通電された形態を示す正面図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置のシャシーとＰＣＢのグランド領域とが通電された形態を示す側面図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置においてＰＣＢの底面領域に下部グランド領域が形成された場合を例示した図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置においてシャシーにライン溝が形成された形態を示す正面図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置を使用した移動通信端末機の耐ＥＳＤ性試験時の８個所の測定位置を示す図である。 本発明の実施形態によるＬＣＤ装置に使用される導電性テープの種類によるテスト結果を示す図表である。 本発明の実施形態による耐ＥＳＤ性が向上されたＬＣＤ装置の総合的なテスト結果を示す図表である。

Claims (7)

1. 映像を表示する液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルを駆動させるドライバー回路が設けられ、所定の長さ及び幅に延長されてグランド領域が形成される外郭部を備えるＰＣＢ(printed circuit board)と、
   前記ＰＣＢが配置され、前記グランド領域と電気的に接続されるシャシーと
   を含み、
   前記ＰＣＢの外郭部は、結合された液晶表示パネルの両側面と隣接しながら平行に設けられ、前記外郭部に形成されたグランド領域は、外に露出され、
   前記露出されたグランド領域と隣接した前記シャシーには、前記液晶表示パネルの両側面とそれぞれ隣接しながら平行な方向に第１ライン溝が形成され、
   前記グランド領域は、前記液晶表示パネルの下側端から側面中央まで連続した構造で形成され、
   前記第１ライン溝は、前記グランド領域の端から前記液晶表示パネルの上側領域まで連続した構造で形成され、
   前記液晶表示パネルを間において前記ＰＣＢと対向する前記シャシー上には液晶表示パネルの上側面と平行に設けられた第２ライン溝が形成された
   ことを特徴とする、ＬＣＤ装置。
2. 前記ＰＣＢは、フレキシブルＰＣＢであることを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤ装置。
3. 前記ＰＣＢの外郭部にビアホールが形成されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤ装置。
4. 前記ＰＣＢは、回路部にバリスタ素子が具備されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤ装置。
5. 前記バリスタ素子は、前記回路部のリセット端子に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載のＬＣＤ装置。
6. 前記液晶表示パネルは、少なくとも一つ具備されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤ装置。
7. 前記シャシーは、上部シャシー及び下部シャシーを含み、
   前記液晶表示パネルは、複数個具備され、前記液晶表示パネルの少なくとも一つが前記上部シャシーに配置され、もう一つの液晶表示パネルが前記下部シャシーに配置されることを特徴とする、請求項１に記載のＬＣＤ装置。

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