JP6333524B2

JP6333524B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP6333524B2
Application number: JP2013146249A
Authority: JP
Inventors: 惇横山; 岩本　宜久; 宜久岩本
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2018-05-30
Anticipated expiration: 2033-07-12
Also published as: JP2015018158A

Description

本発明は、液晶表示パネルと回路基板とを導電性部材によって電気的に接続する構造を有す液晶表示装置に関する。

液晶表示パネルと回路基板との間をラバーコネクタと呼ばれる異方性導電材によって電気的に接続した構造を備える液晶表示装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。図４（Ａ）は、従来例の液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。図示の従来例の液晶表示装置は、液晶表示パネル１０１と、その裏面側に配置されたバックライト１０３およびプリント基板１０５と、このプリント基板１０５の電極パットと液晶表示パネル１０１の基板上の電極部とを導通させるために両者間に介在するラバーコネクタ１０４と、液晶表示パネル１０１とバックライト１０３とプリント基板１０５を固定するためのカバー１０２を備える。液晶表示パネル１０１は、基本的に、表側基板１１１と裏側基板１１６の間に液晶層１１３を介在させた構造を有しており、かつ両基板間には液晶層１１３の周囲を封止するためのシール部材１１９が設けられている。カバー１０２は、液晶表示パネル１０１の一面側の端部に接触することによってラバーコネクタ１０４をプリント基板１０５側へ押圧するための押圧部１０２ａを有する。これらの押圧部１０２ａは、図示のように平坦面を有しており、この平坦面をラバーコネクタ１０４に重畳する位置へ接触するように配置される。このとき、多くの場合、各押圧部１０２ａは、ラバーコネクタ１０４に加えて、液晶表示パネル１０１に内在するシール部材１１９に重畳する位置へ接触するように配置される。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した従来例の液晶表示装置の表示面法線方向からの外観を模式的に示す平面図である。なお、図４（Ａ）に示した断面図は図４（Ｂ）に示したａ−ａ線方向の断面に対応している。図示のように、液晶表示装置は、プリント基板１０５上に上記のバックライト１０３および液晶表示パネル１０１などを内包したカバー１０２が配置されており、液晶表示パネル１０１の有効表示領域と同等またはこれより大きな領域が開口された構造を有する。

ところで、上記のような液晶表示装置を外部振動負荷の大きい用途（例えば、車載機器や腕時計等）に適用する場合には、液晶表示パネル１０１等の各部品を強固に固定することやラバーコネクタ１０４の接触不良を抑制することを目的として、カバー１０２の押圧部１０２ａをプリント基板１０５側へ向かってより強く押し込む場合がある。例えば、通常用途においては０．５〜１．０ｍｍ程度の押し込み量であるところ、外部振動負荷の大きい用途においては１．０〜１．８ｍｍ程度の押し込み量とする場合がある。ところが、このようにカバー１０２の押圧部１０２ａをより強く押し込んだ場合には、液晶表示パネル１０１において部分的に光抜けに伴う表示ムラが観察される場合がある。この不都合は、液晶表示パネル１０１としてノーマリーブラック型のものを用いている場合において特に顕著に観察される。

特開２０００−２１４７９４号公報

本発明に係る具体的態様は、液晶表示パネルと回路基板との間を導電性部材によって接続した構造を備える液晶表示装置における光抜けの表示不良を抑制することが可能な技術を提供することを目的の１つとする。

本発明に係る一態様の液晶表示装置は、（ａ）液晶パネルと、（ｂ）液晶パネルの裏面側に接して配置されたプリント基板と、（ｃ）液晶パネルとプリント基板とを接続する導電性部材と、（ｄ）液晶パネルとプリント基板とを固定する固定部材と、を含み、（ｅ）液晶パネルは、各々が４辺を有する矩形状であって対向配置された表側基板及び裏側基板と、表側基板と裏側基板との間に配置された液晶層と、表側基板と裏側基板の間であって表側基板と裏側基板の重なる領域内において液晶層を囲んで設けられたシール部材と、を有し、（ｆ）表側基板は、４辺のうち少なくとも１辺側において裏側基板よりも外側へ張り出した張り出し部と、当該張り出し部の少なくとも一部に設けられた電極部を有し、（ｇ）導電性部材は、張り出し部の電極部とプリント基板の間に挟んで配置され、（ｈ）固定部材は、液晶パネルの表側基板において、シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であって当該シール部材の延在方向における少なくとも張り出し部の電極部に対応する領域に接触して押圧する突起状の押圧部を有する、液晶表示装置である。

上記構成によれば、液晶表示パネルと回路基板との間を導電性部材によって接続した構造を備える液晶表示装置における光抜けの表示不良を抑制することが可能となる。

上記の液晶表示装置において、押圧部は、液晶パネルの表側基板において、シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であってシール部材の延在方向における張り出し部の略全体に対応する領域に接触して押圧する、ことも好ましい。

また、上記の液晶表示装置において、押圧部は、液晶パネルの表側基板において、シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であってシール部材の全周に対応する領域に接触して押圧する、ことも好ましい。

上記の液晶表示装置において、押圧部は、液晶パネルの表側基板において、シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみであってその全体と平面視において重なる領域に接触して押圧する、ことも好ましい。

上記の液晶表示装置において、押圧部は、例えば、テーパー状又は矩形状であり液晶パネルの表側基板に接触する平坦部を有することが好ましい。

図１（Ａ）は、一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図１（Ｂ）は、他の実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図２は、液晶表示パネルの詳細な構成例を示す模式的な断面図である。図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、それぞれ、押圧部を設ける範囲を説明するための図であり、具体的には液晶表示パネル１の模式的な平面図である。図４（Ａ）は、従来例の液晶表示装置の構造を模式的に示す断面図である。図４（Ｂ）は、図４（Ａ）に示した従来例の液晶表示装置の表示面法線方向からの外観を模式的に示す平面図である。図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、上記した図４（Ａ）に示した従来例の液晶表示装置における不具合の原因を説明するための模式的な断面図である。図６（Ａ）は、ラバーコネクタの押圧方法について実験した様子を示す模式的な断面図である。図６（Ｂ）は図６（Ａ）の部分的な拡大図である。

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。ここでは、まず従来例の液晶表示装置における不具合の原因とそれを解決するための原理（技術的思想）についての本願発明者による検討結果について説明し、その後に、当該原理に基づく本発明の一実施形態について説明する。

図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、上記した図４（Ａ）に示した従来例の液晶表示装置における不具合の原因を説明するための模式的な断面図である。なお、各図では説明の便宜上、基板面の撓みが強調して描かれており、かつ表側基板、裏側基板およびシール部材１１９以外の構成要素については省略している。各図において、液晶表示パネル１０１の表側基板１１１の外部取り出し電極端子部（裏側基板１１６よりも外側に張り出した部分）にカバー１０２の押圧部１０２ａが接触して圧力が加わることにより、表側基板１１１が撓んで湾曲状態となり、液晶層１１３の左右方位における中心部分の隙間（セル厚）が最も厚くなるように変形が生じる。このとき、図５（Ａ）に示すように表側基板１１１の撓みが比較的に小さい場合には、光抜けの不具合がほとんど生じないかあるいは生じたとしても外観上は許容範囲となる。一方、カバー１０２の押圧部１０２ａによる圧力が均等に加わらない場合には、図５（Ｂ）に示すように表側基板１１１の撓みが比較的に大きくなり、セル厚のムラによる光抜けが顕著となる。図５（Ｂ）では液晶層１１３の右側においてセル厚が許容範囲を超えて大きくなっている。このように、表側基板１１１の外部取り出し電極端子部が設けられた張り出し部分に圧力が加わることにより表側基板１１１に撓み現象が生じ、これによりセル厚（液晶層１１３の層厚）に不均一を生じる。そして、このセル厚の不均一がシール部材１１９に近い位置で生じた場合に光抜けが生じやすくなると考えられる。

図６（Ａ）は、ラバーコネクタ１０４の押圧方法について実験した様子を示す模式的な断面図である。図示のように、圧力がかかっていない状態において厚さが６ｍｍで直方体状のラバーコネクタ１０４を平面に配置し、そのラバーコネクタ１０４の上面に表側基板１１１の張り出し部分（端子部）を接触させるようにして液晶表示パネル１０１を配置した。詳細には、図６（Ｂ）の拡大図に示すように、液晶表示パネル１０１の裏側基板１１６の端面から１ｍｍ内側の位置に幅が１．１ｍｍのシール部材１１９を配置した。そして、シール部材１１９の外周壁面の面位置から表側基板１１１の端面に向かって幅１ｍｍの矩形状の加圧用部材１５１を配置した。本例では図示のように表側基板１１１の一面に配置された表側偏光板１１０の上面に加圧用部材１５１を配置した。この加圧用部材１５１の上にこれを均等にプレスできる剛体ガラス１５０を配置した状態で（図５（Ａ）参照）、ラバーコネクタ１０４の厚さが４．２ｍｍに圧縮させるまで圧力を加えた（すなわち、１．８ｍｍの押し込み量）。なお、上記した従来例の液晶表示装置においても同様な圧力を加えた状態で液晶表示パネル１０１とその他の構成部品とが固定されている。

剛体ガラス１５０により圧力を加えた状態でこの剛体ガラス１５０を通して液晶表示装置１０１を外観観察した結果、光抜けの不具合を生じないことが確認された。また、加圧用部材１５１の幅を変えて同様の実験を行ったところ、幅１．５ｍｍまでは光抜けの不具合を生じないことが確認された。さらに、加圧用部材１５１がシール部材１１９にオーバーラップした配置や、さらに加圧用部材１５１がシール部材１１９よりも内側まで配置された状態で同様の実験を行ったが特段の相違はなく、光抜けの不具合を生じないことが確認された。また、上記の実験ではシール部材１１９の幅が１．１ｍｍであったがこれを０．８ｍｍとした場合でも同様の実験結果が得られた。また、上記の実験では表側基板１１１および裏側基板１１６として有アルカリガラス（ソーダライムガラス）の１．１ｍｍ厚の基板を用いていたがこれを０．７ｍｍ厚の基板に置き換えた場合でも同様の実験結果が得られた。以上のことから、シール部材１１９のシール幅をｄとしたときに、加圧用部材１５１の幅は概ね１．４ｄ以下であれば、光抜けを生じないと考えられる。次に、この知見に基づいた本発明の一実施形態の液晶表示装置について説明する。

図１（Ａ）は、一実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図１（Ａ）に示す実施形態の液晶表示装置は、基本的には上記した従来例の液晶表示装置と同様の構成を備えている。具体的には、液晶表示装置は、液晶表示パネル１と、その裏面側に配置されたバックライト３およびプリント基板５と、このプリント基板５の電極パットと液晶表示パネル１の基板上の電極部とを導通させるために両者間に介在するラバーコネクタ（導電性部材）４と、液晶表示パネル１とバックライト３とプリント基板５を固定するためのカバー（固定部材）２を備える。

図２は、液晶表示パネルの詳細な構成例を示す模式的な断面図である。液晶表示パネル１は、対向配置された各々透明な表側基板１１および裏側基板１６と、表側基板１１の一面に設けられた透明電極１２と、裏側基板１６の一面に設けられた透明電極１５と、表側基板１１と裏側基板１６の各一面の間に設けられた液晶層１３と、表側基板１１と裏側基板１６の各一面の間に介在して基板間距離（セル厚）を保持する機能を有するスペーサー１４と、液晶層１３の周囲を封止するために表側基板１１と裏側基板１６の各一面の間であって各基板の外縁付近に設けられたシール部材１９と、表側基板１１の他面に設けられた偏光板１０と、裏側基板１６の他面に設けられた偏光板１７と、を含んで構成されている。なお、図示を省略しているが各基板の透明電極上にそれぞれ配向膜が設けられていてもよい。この液晶表示パネル１は、表側基板１１の図中の左右両方の張り出し部１８にそれぞれ電極部２０を有している。各電極部２０は、ラバーコネクタ４およびプリント基板５を介して図示しない外部駆動装置から駆動電圧の供給を受け、これを各透明電極１２、１５へ供給するためのものである。この液晶表示パネル１は、例えばノーマリーブラック型の液晶表示パネルである。

図１（Ａ）を再び参照すると、カバー２は、液晶表示パネル１の一面側に接触してその部分を押圧するための押圧部９を有する。これらの押圧部９は、図示のようにカバー２の一部をプレス加工する等によって形成されたテーパー形状の突起部であり、例えば高さ、換言すれば周辺部分からの窪みが０．１ｍｍ程度である。なお、押圧部９の形状はテーパー形状に限られず、例えば矩形状、半円形状などの円弧状であってもよい。図示の例の突起部である押圧部９は、平坦面を有しており、この平坦面を液晶表示パネル１のシール部材１９の内側のみに重ねるようにして配置されている。平坦面の幅はシール部材１９の幅とほぼ等しくされており、例えば０．８ｍｍ程度である。なお、液晶表示パネル１の裏面側はバックライト３と均一に接触している。

図１（Ｂ）は、他の実施形態の液晶表示装置の構成を示す模式的な断面図である。図１（Ｂ）に示す実施形態の液晶表示装置は、基本的に上記した図１（Ａ）に示した実施形態の液晶表示装置と同様の構成を備えており、カバーおよび押圧部の構造が異なっている。両者に共通する構成要素については同一符号を用いることでそれらの詳細な説明を省略する。図１（Ｂ）に示す液晶表示装置では、カバー２ａは、液晶表示パネル１の一面側に接触する部分に押圧部９ａを有している。この押圧部９ａは、例えばカバー２ａの裏面に貼り付けられた両面テープによる突起部であり、例えば高さ、換言すればテープ厚が０．１ｍｍ程度である。この突起部である押圧部９ａは、シール部材１９に重ねるようにして配置されており、その幅もシール部材１９とほぼ等しく、例えば０．８ｍｍ程度である。なお、本例においても液晶表示パネル１の裏面側はバックライト３と均一に接触している。

図３（Ａ）、図３（Ｂ）、図３（Ｃ）は、それぞれ、押圧部９（または９ａ）を設ける範囲を説明するための図であり、具体的には液晶表示パネル１の模式的な平面図である。図示の例の液晶表示パネル１は、左右方向に長い略長方形状であり、その上端側と下端側のそれぞれにおいて、表側基板１１が裏側基板１６よりも張り出しており、その張り出し部１８の一部に外部接続用の電極部２０がそれぞれ設けられている。また、シール部材１９は、表側基板１１と裏側基板１６の重なる領域の外縁に沿って略環状に設けられており、図中の右側に液晶材料を注入するための注入口２２を有している。この注入口２２は、封止材２１によって塞がれている。このとき、各押圧部９（または９ａ）は、図３（Ａ）に示すように少なくとも外部電極２０が配置される領域のみ対応させてシール部材１９と重ねて設けられてもよいし、図３（Ｂ）に示すように外部電極２０が配置される２辺、すなわち表側基板１１の上端側および下端側の各々においてシール部材１９と重ねて設けられてもよい。さらに、図３（Ｃ）に示すように、各押圧部９（または９ａ）は、一体にしてシール部材１９の全体と重ねるようにして略環状に設けられてもよい。いずれの態様においても、押圧部９とシール部材１９との重なり条件の詳細については、上記した実験結果として示した条件（図６（Ｂ）参照）を採用することが可能である。具体的には、シール部材１９の幅をｄとしたときに、押圧部９（または９ａ）の幅は１．４ｄ以下とすることが好ましい。また、押圧部９（または９ａ）は、その幅方向における少なくとも一部が重なればよく、ほぼ全部がシール部材１９と重なっているとより好ましい。また、この押圧部９（または９ａ）は、実質的にラバーコネクタ４とは重なっていないことが好ましいが、一部重なっていてもよい。

以上のような実施形態によれば、液晶表示パネルと回路基板との間を異方性導電材によって接続した構造を備える液晶表示装置における光抜けの表示不良を抑制することが可能となる。

なお、本発明は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々に変形して実施をすることが可能である。例えば、上記した実施形態では液晶表示パネルの裏側にバックライトを配置する例を示していたがバックライトの配置態様はこれに限定されないし、バックライトが省略されてもよい。

１：液晶表示パネル
２、２ａ：カバー（固定部材）
３：バックライト
４：ラバーコネクタ（導電性部材）
５：プリント基板
９、９ａ：押圧部
１０、１７：偏光板
１１：表側基板
１２、１５：透明電極
１３：液晶層
１４：スペーサー
１６：裏側基板
１８：張り出し部
１９：シール部材
２０：電極部
２１：封止材
２２：注入口

Claims

液晶パネルと、
前記液晶パネルの裏面側に接して配置されたプリント基板と、
前記液晶パネルと前記プリント基板とを接続する導電性部材と、
前記液晶パネルと前記プリント基板とを固定する固定部材と、
を含み、
前記液晶パネルは、
各々が４辺を有する矩形状であって対向配置された表側基板及び裏側基板と、
前記表側基板と前記裏側基板との間に配置された液晶層と、
前記表側基板と前記裏側基板の間であって前記表側基板と前記裏側基板の重なる領域内において前記液晶層を囲んで設けられたシール部材と、
を有し、
前記表側基板は、前記４辺のうち少なくとも１辺側において前記裏側基板よりも外側へ張り出した張り出し部と、当該張り出し部の少なくとも一部に設けられた電極部を有し、
前記導電性部材は、前記張り出し部の前記電極部と前記プリント基板の間に挟んで配置され、
前記固定部材は、前記液晶パネルの前記表側基板において、前記シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であって当該シール部材の延在方向における少なくとも前記張り出し部の前記電極部に対応する領域に接触して押圧する突起状の押圧部を有する、
液晶表示装置。
前記押圧部は、前記液晶パネルの前記表側基板において、前記シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であって前記シール部材の延在方向における前記張り出し部の略全体に対応する領域に接触して押圧する、
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記押圧部は、前記液晶パネルの前記表側基板において、前記シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみと平面視において重なる領域であって前記シール部材の全周に対応する領域に接触して押圧する、
請求項１に記載の液晶表示装置。
前記押圧部は、前記液晶パネルの前記表側基板において、前記シール部材の幅方向における当該シール部材の内側のみであってその全体と平面視において重なる領域に接触して押圧する、
請求項１〜３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
前記押圧部は、テーパー状又は矩形状であり前記液晶パネルの前記表側基板に接触する平坦部を有する、
請求項１〜４の何れか１項に記載の液晶表示装置。