JPH05289061A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 軽量で、製造し易い液晶表示装置を得る。 【構成】 液晶表示基板６２と、この液晶表示基板の周
辺に配置されるプリント基板３５と、前記液晶表示基板
とプリント基板との間に配置される液晶駆動回路基板３
４と、前記液晶表示基板の裏面に配置されるバックライ
ト用の導光体３７と、この導光体の周辺に配置され前記
液晶表示基板とプリント基板とを支持する支持板４２と
から構成される液晶表示装置において、前記支持板は合
成樹脂材から構成されているとともに、その内側部に少
なくとも一辺部とこの一辺部と直交する他の一辺部に補
強材８０が形成されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置に係り、
特に、その液晶表示基板を保持する支持板の改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、その取扱を容易にする
ため、液晶表示基板の周囲に種々の部品を配置させたモ
ジュール化がなされている。

【０００３】すなわち、液晶表示基板の周辺に電源回路
等が組み込まれているプリント基板が配置され、また、
該液晶表示基板とプリント基板との間に映像信号駆動回
路からなる液晶駆動回路基板が該液晶表示基板とプリン
ト基板に電気的接続されて配置されている。

【０００４】また、液晶表示基板の裏面には、この裏面
から表面にかけて拡散光を透過させるためのバックライ
ト用の導光板が配置されている。

【０００５】そして、このバックライト用の導光板を含
むこともあるが、少なくとも前記液晶表示基板およびプ
リント基板とを支持する支持板が前記バックライト用の
導光板の周辺に配置されている。

【０００６】なお、このような構成の液晶表示装置とし
ては、たとえば、特開昭５６−７０５２９号公報あるい
は実開昭５１−１１０４７４号公報に詳述されている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな構成からなる液晶表示装置は、少なくとも液晶表示
基板およびプリント基板を支持する支持板は、剛性に優
れた材料、すなわちフレーム状の金属板で構成されてい
るものであった。

【０００８】けだし、モジュール化された液晶表示装置
を取り扱う際に、外部から加わる捩じりあるいは衝撃等
のストレスが液晶表示基板あるいは液晶駆動回路基板の
接続部に伝達されないためである。

【０００９】このため、軽量化の傾向に逆行することに
なっているとともに、液晶駆動回路基板あるいはプリン
ト基板等との絶縁処理を施さなければならない煩雑さ等
を免れることができないものであった。

【００１０】また、金属板の加工においても複雑な形状
にしなければならないといった問題点を有していた。

【００１１】それ故、本発明は、このような事情に基づ
いてなされたものであり、軽量で、製造し易い液晶表示
装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は、基本的には、液晶表示基板と、こ
の液晶表示基板の周辺に配置されるプリント基板と、前
記液晶表示基板とプリント基板との間に配置される液晶
駆動回路基板と、前記液晶表示基板の裏面に配置される
バックライト用の導光体と、この導光体の周辺に配置さ
れ前記液晶表示基板とプリント基板とを支持する支持板
とから構成される液晶表示装置において、前記支持板は
合成樹脂材から構成されているとともに、その内側部に
少なくとも一辺部とこの一辺部と直交する他の一辺部に
補強材が形成されていることを特徴とするものである。

【００１３】

【作用】このように構成された液晶表示装置は、特に、
その支持材が、従来の金属板に変わって合成樹脂材にな
っているとともに、剛性を強化するためバックライト用
の導光体に対向する内側部の一部にたとえば金属板等か
らなる補強材を形成したものとなっている。

【００１４】このようにすれば、支持材のうちその大部
分が合成樹脂材であることから軽量化が図れるととも
に、成形によって複雑な形状も容易に形成することがで
きるようになる。

【００１５】また、合成樹脂材それ自体が絶縁性の材料
であることから、液晶駆動回路基板あるいはプリント基
板等との絶縁処理を施す必要がないことから製造が容易
になる。

【００１６】なお、補強材は、支持材の内側部全域に形
成することが剛性強化のために望ましいものであるが、
軽量化を重要視する場合、必ずしも内側部全域に形成す
る必要はなく、少なくとも一辺部とこの一辺部と直交す
る他の一辺部に形成することで捩じりあるいは衝撃に充
分耐える構造にすることができるようになる。

【００１７】

【実施例】次に、図面を用いて本発明の実施例を詳細に
説明する。

【００１８】図６は本発明になる液晶表示装置６２を上
側から見た場合の液晶分子の配列方向（例えばラビング
方向）、液晶分子のねじれ方向、偏光板の偏光軸（ある
いは吸収軸）方向、および複屈折効果をもたらす部材の
光学軸方向を示し、図７は本発明が適用される液晶表示
基板６２の要部斜視図を示す。

【００１９】液晶分子のねじれ方向１０とねじれ角θ
は、上電極基板１１上の配向膜２１のラビング方向６と
下電極基板１２上の配向膜２２のラビング方向７及び上
電極基板１１と下電極基板１２の間に挟持されるネマチ
ック液晶層５０に添加される旋光性物質の種類と量によ
って規定される。

【００２０】図７において、液晶層５０を挟持する２枚
の上，下電極基板１１，１２間で液晶分子がねじれたら
せん状構造をなすように配向させるには、上，下電極基
板１１，１２上の、液晶に接する、例えばポリイミドか
らなる有機高分子樹脂からなる配向膜２１，２２の表面
を、例えば布などで一方向にこする方法、いわゆるラビ
ング法が採られている。このときのこする方向、すなわ
ちラビング方向、上電極基板１１においてはラビング方
向６，下電極基板１２においてはラビング方向７が液晶
分子の配列方向となる。このようにして配向処理された
２枚の上，下電極基板１１，１２をそれぞれのラビング
方向６，７が互いにほぼ１８０度から３６０度で交叉す
るように間隙ｄ₁をもたせて対向させ、２枚の電極基板
１１，１２を液晶を注入するための切欠け部５１を備え
た枠状のシール剤５２により接着し、その間隙に正の誘
電異方性をもち、旋光性物質を所定量添加されたネマチ
ック液晶を封入すると、液晶分子はその電極基板間で図
中のねじれ角θのらせん状構造の分子配列をする。なお
３１，３２はそれぞれ上，下電極である。このようにし
て構成された液晶セル６０の上電極基板１１の上側に複
屈折効果をもたらす部材（以下複屈折部材と称す）４０
が配設されており、さらにこの部材４０および液晶セル
６０を挟んで上，下偏光板１５，１６が設けられる。

【００２１】液晶５０における液晶分子のねじれ角θは
好ましくは２００度から３００度であるが、透過率−印
加電圧カーブのしきい値近傍の点灯状態が光を散乱する
配向となる現象を避け、優れた時分割特性を維持すると
いう実用的な観点からすれば、２３０度から２７０度の
範囲がより好ましい。この条件は基本的には電圧に対す
る液晶分子の応答をより敏感にし、優れた時分割特性を
実現するように作用する。また優れた表示品質を得るた
めには液晶層５０の屈折率異方性Δｎ₁とその厚さｄ₁の
積Δｎ₁・ｄ₁は好ましくは０.５μｍから１.０μｍ、よ
り好ましくは０.６μｍから０.９μｍの範囲に設定する
ことが望ましい。

【００２２】複屈折部材４０は液晶セル６０を透過する
光の偏光状態を変調するように作用し、液晶セル６０単
体では着色した表示しかできなかったものを白黒の表示
に変換するものである。このためには複屈折部材４０の
屈折率異方性Δｎ₂とその厚さｄ₂の積Δｎ₂・ｄ₂が極め
て重要で、好ましくは０.４μｍから０.８μｍ、より好
ましくは０.５μｍから０.７μｍの範囲に設定する。

【００２３】さらに、本発明に適用される液晶表示基板
６２は複屈折による楕円偏光を利用しているので偏光板
１５，１６の軸と、複屈折部材４０として一軸性の透明
複屈折板を用いる場合はその光学軸と、液晶セル６０の
電極基板１１，１２の液晶配列方向６，７との関係が極
めて重要である。

【００２４】図６で上記の関係の作用効果について説明
する。図６は、図７の構成の液晶表示装置を上から見た
場合の偏光板の軸，一軸性の透明複屈折部材の光学軸，
液晶セルの電極基板の液晶配列方向の関係を示したもの
である。

【００２５】図７において、５は一軸性の透明複屈折部
材４０の光学軸，６は複屈折部材４０とこれに隣接する
上電極基板１１の液晶配列方向，７は下電極基板１２の
液晶配列方向，８は上偏光板１５の吸収軸あるいは偏光
軸，９は下偏光板１６の吸収軸あるいは偏光軸であり、
角度αは上電極基板１１の液晶配列方向６と一軸性の複
屈折部材４０の光学軸５とのなす角度，角度βは上偏光
板１５の吸収軸あるいは偏光軸８と一軸性の透明複屈折
部材４０の光学軸５とのなす角度，角度γは下偏光板１
６の吸収軸あるいは偏光軸９と下電極基板１２の液晶配
列方向７とのなす角度である。

【００２６】ここで本明細書における角α，β，γの測
り方を定義する。図１１において、複屈折部材４０の光
学軸５と上電極基板の液晶配列方向６との交角を例にと
って説明する。光学軸５と液晶配列方向６との交角は図
１１に示す如く、φ₁およびφ₂で表わすことが出来る
が、本明細書においてはφ₁，φ₂のうち小さい方の角を
採用する。すなわち、図１１（ａ）においてはφ₁＜φ₂
であるから、φ₁を光学軸５と液晶配列方向６との交角
αとし、図１１（ｂ）においてはφ₁＞φ₂だからφ₂を
光学軸５と液晶配列方向６との交角αとする。勿論φ₁
＝φ₂の場合はどちらを採っても良い。

【００２７】本発明に適用される液晶表示装置において
は角度α，β，γが極めて重要である。

【００２８】角度αは好ましくは５０度から９０度，よ
り好ましくは７０度から９０度に、角度βは好ましくは
２０度から７０度，より好ましくは３０度から６０度
に、角度γは好ましくは０度から７０度，より好ましく
は０度から５０度に、それぞれ設定することが望まし
い。

【００２９】なお、液晶セル６０の液晶層５０のねじれ
角θが１８０度から３６０度の範囲内にあれば、ねじれ
方向１０が時計回り方向，反時計回り方向のいずれであ
っても、上記角α，β，γは上記範囲内にあればよい。

【００３０】なお、図７においては、複屈折部材４０が
上偏光板１５と上電極基板１１の間に配設されている
が、この位置の代りに、下電極基板１２と下偏光板１６
との間に配設しても良い。この場合は図７の構成全体を
倒立させた場合に相当する。

【００３１】実施例１ 基本構造は図６及び図７に示したものと同様である。図
８において、液晶分子のねじれ角θは２４０度であり、
一軸性の透明複屈折部材４０としては平行配向（ホモジ
ェニアス配向）した、すなわちねじれ角が０度の液晶セ
ルを使用した。ここで液晶層の厚みｄ(μｍ)と旋光性物
質が添加された液晶材料のらせんピッチｐ(μｎ)の比ｄ
／ｐは０．５３とした。配向膜２１，２２は、ポリイミ
ド樹脂膜で形成しこれをラビング処理したものを使用し
た。このラビング処理を施した配向膜がこれに接する液
晶分子を基板面に対して傾斜配向させるチルト角(preti
lt角）は 度である。上記一軸性透明複屈折部材４０
のΔｎ₂・ｄ₂は約０.６μｍである。一方液晶分子が２
４０度ねじれた構造の液晶層５０のΔｎ₁・ｄ₁は約０.
８μｍである。

【００３２】このとき、角度αを約９０度，角度βを約
３０度，角度γを約３０度とすることにより、上，下電
極３１，３２を介して液晶層５０に印加される電圧がし
きい値以下のときには光不透過すなわち黒、電圧がある
しきい値以上になると光透過すなわち白の白黒表示が実
現できた。また、下偏光板１６の軸を上記位置より５０
度から９０度回転した場合は、液晶層５０への印加電圧
がしきい値以下のときには白，電圧がしきい値以上にな
ると黒の，前記と逆の白黒表示が実現できた。

【００３３】図９は図８の構成で角度αを変化させたと
きの１／２００デューティで時分割駆動時のコントラス
ト変化を示したものである。角度αが９０度近傍では極
めて高いコントラストを示していたものが、この角度か
らずれるにつれて低下する。しかも角度αが小さくなる
と点灯部，非点灯部ともに青味がかり、角度αが大きく
なると非点灯部は紫、点灯部は黄色になり、いずれにし
ても白黒表示は不可能となる。角度β及び角度γについ
てもほぼ同様の結果となるが、角度γの場合は前記した
ように５０度から９０度近く回転すると逆転の白黒表示
となる。

【００３４】実施例２ 基本構造は実施例１と同様である。ただし、液晶層５０
の液晶分子のねじれ角は２６０度，Δｎ₁・ｄ₁は約０.
６５μｍ〜０.７５μｍである点が異なる。一軸性透明
複屈折部材４０として使用している平行配向液晶層のΔ
ｎ₂・ｄ₂は実施例１と同じ約０．５８μｍである。液晶
層の厚みｄ₁(μｍ)と旋光性物質が添加されたネマチッ
ク液晶材料のらせんピッチｐ(μｍ)との比はｄ／ｐ＝
０．５７とした。

【００３５】このとき、角度αを約１００度，角度βを
約３５度，角度γを約１５度とすることにより、実施例
１と同様の白黒表示が実現できた。また下偏光板の軸の
位置を上記値より５０度から９０度回転することにより
逆転の白黒表示が可能である点もほぼ実施例１同様であ
る。角度α，β，γのずれに対する傾向も実施例１とほ
ぼ同様である。

【００３６】上記いずれの実施例においても一軸性透明
複屈折部材４０として、液晶分子のねじれのない平行配
向液晶セルを用いたが、むしろ２０度から６０度程度液
晶分子がねじれた液晶層を用いた方が角度による色変化
が少ない。このねじれた液晶層は、前述の液晶層５０同
様、配向処理が施された一対の透明基板の配向処理方向
を所定のねじれ角に交差するようにした基板間に液晶を
挟持することによって形成される。この場合、液晶分子
のねじれ構造を挟む２つの配向処理方向の挟角の２等分
角の方向を複屈折部材の光軸として取扱えばよい。ま
た、複屈折部材４０として、透明な高分子フィルムを用
いても良い（この際一軸延伸のものが好ましい）。この
場合高分子フィルムとしてはＰＥＴ（ポリエチレン テ
レフタレート），アクリル樹脂フィルム，ポリカーボネ
イトが有効である。

【００３７】さらに以上の実施例においては複屈折部材
は単一であったが、図７において複屈折部材４０に加え
て、下電極基板１２と下偏光板１６との間にもう一枚の
複屈折部材を挿入することもできる。この場合はこれら
複屈折部材のΔｎ₂・ｄ₂を再調整すればよい。

【００３８】実施例３ 基本構造は実施例１と同様である。ただし図１２に示す
如く、上電極基板１１上に赤，緑，青のカラーフィルタ
３３Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ、各フィルター同志の間に光遮
光膜３３Ｄを設けることにより、多色表示が可能にな
る。

【００３９】なお、図１２においては、各フィルタ３３
Ｒ，３３Ｇ，３３Ｂ，光遮光膜３３Ｄの上に、これらの
凹凸の影響を軽減するため絶縁物からなる平滑層２３が
形成された上に上電極３１，配向膜２１が形成されてい
る。

【００４０】実施例４ 実施例３による液晶表示基板６２と、この液晶表示基板
６２を駆動するための駆動回路と、光源と、をコンパク
トに一体にまとめた液晶表示モジュール６３である。

【００４１】図１はその分解斜視図を示すものである。
液晶表示基板６２を駆動するＩＣ３４は、中央に液晶表
示基板６２を嵌め込む為の窓部を備えた枠状体のプリン
ト基板３５に搭載される。液晶表示基板６２を嵌め込ん
だプリント基板３５はプラスチック（合成樹脂材）モー
ルドで形成された枠状体（支持板）４２の窓部に嵌め込
まれ、これに金属製フレーム４１を重ね、その爪４３を
枠状体（支持板）４２に形成されている切込み４４内に
折り曲げることによりフレーム４１を枠状体（支持板）
４２に固定する。

【００４２】液晶表示基板６２の上下端に配置される冷
陰極蛍光灯３６，この冷陰極蛍光灯３６からの光を液晶
表示セル６０に均一に照射させるためのアクリル板から
なる導光体３７、金属板に白色塗料を塗布して形成され
た反射板３８、導光体３７からの光を拡散する乳白色の
拡散板３９が図１の順序で、枠状体４２の裏側からその
窓部に嵌め込まれる。冷陰極蛍光灯３６を点灯する為の
インバータ電源回路（図示せず）は枠状体（支持板）４
２の右側裏部に設けられた凹部（図示せず。反射板３８
の凹所４５に対向する位置にある。）に収納される。拡
散板３９，導光体３７，冷陰極蛍光灯３６及び反射板３
８は、反射板３８に設けられている舌片４６を枠状体
（支持板）４２に設けられている小口４７内に折り曲げ
ることにより固定される。

【００４３】ここで、特に、この実施例では、プラスチ
ック（合成樹脂材）モールドで形成された前記枠状体
（支持板）４２は、導光体３７を囲んで該導光体３７の
周辺に位置付けられ、液晶表示基板６２およびプリント
基板３５を支持するようになっているものであるが、こ
の枠状体（支持材）４２の前記導光体３７に対向する内
側部にたとえば金属材からなる補強材８０が形成されて
いる。

【００４４】この補強材８０は、前記枠状体（支持板）
４２が合成樹脂材で形成されているために、その剛性を
強化する目的で形成されたものである。

【００４５】液晶表示基板６２、プリント基板３５、駆
動用ＩＣ（液晶駆動回路基板）３４を一体化したもの
を、前記導光体３７を間に位置付けた枠状体（支持板）
４２上に支持した状態の断面図を図２に示す。

【００４６】図２から明らかなように、前記補強材８０
はその断面がコ字状となっており、枠状体（支持板）４
２の内側部に嵌合されて形成されたものとなっている。
なお、この補強材８０と枠状体（支持板）４２とはたと
えば接着材等で強固に接着されている。

【００４７】このようにすれば、枠状体（支持板）４２
のうちその大部分が合成樹脂材であることから軽量化が
図れるとともに、成形によって複雑な形状も容易に形成
することができるようになる。

【００４８】また、合成樹脂材それ自体が絶縁性の材料
であることから、駆動用ＩＣ（液晶駆動回路基板）３４
あるいはプリント基板３５等との絶縁処理を施す必要が
ないことから製造が容易になる。

【００４９】なお、このように構成した枠状体（支持
板）４２は、剛性が充分に確保できることから、補強材
８０を除く枠状体（支持板）４２はそれ自体の剛性を考
慮しないで形成することができることから、厚さ等にお
いて最小限に設計することができ、たとえば図１に示す
構成よりも極めて簡単な構成にすることができるように
なる。

【００５０】図１に示した補強材８０は、枠状体（支持
板）４２の内側部の全域に渡って形成したものである
が、図３に示すように、全域に限定されず、一辺を除く
他の三辺に形成するようにしても充分な剛性を確保する
ことができることから、このようにしてもよいことはい
うまでもない。このようにした場合、図４に示すような
コ字状の補強材８０を予め形成しておき、その両端を若
干広げそれによって生じる弾性力によって、枠状体（支
持板）４２に嵌め込ませることにより容易に嵌合させる
ことができる。

【００５１】さらに、このような補強材８０は、図５に
示すように、枠状体（支持板）４２の内側部の一辺部と
この一辺部に直交する他の一辺部にのみ形成するように
しても充分な剛性が確保できることから、このようにし
てもよいことはもちろんである。

【００５２】実施例５ 実施例４による液晶表示モジュール６３をラップトップ
パソコンの表示部に使用したものである。

【００５３】図１３にそのブロックダイアグラムを、図
１４にラップトップパソコン６４に実装した図をそれぞ
れ示す。マイクロプロセッサ４９で計算した結果を、コ
ントロール用ＬＳＩ４８を介して駆動用ＩＣ（液晶駆動
回路基板）３４で液晶表示モジュールを駆動するもので
ある。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明による液晶表示装置によれば、軽量で、製造し易
いものが得られるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
分解斜視図である。

【図２】 本発明による液晶表示装置の一実施例を示す
断面図である。

【図３】 本発明による液晶表示装置に用いられる枠状
体（支持板）の一実施例を示す平面図である。

【図４】 図３に示した枠状体（支持板）に用いられる
補強材の一実施例を示す斜視図である。

【図５】 本発明による液晶表示装置に用いられる枠状
体（支持板）の他の実施例を示す平面図である。

【図６】 本発明に適用される液晶表示基板の第一の実
施例における液晶分子の配列方向，液晶分子のねじれ方
向，偏光板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関係
を示した説明図である。

【図７】 本発明に適用される液晶表示基板の第一の実
施例の要部分解斜視図である。

【図８】 本発明に適用される液晶表示基板の第２の実
施例における液晶分子のねじれ方向，偏向板の軸の方向
および複屈折部材の光学軸の関係を示した説明図であ
る。

【図９】 本発明に適用される液晶表示基板の第一の実
施例についてのコントラスト，透過光色−交角α特性を
示すグラフである。

【図１０】 本発明に適用される液晶表示基板の第３の
実施例における液晶分子の配列方向，液晶分子のねじれ
方向，偏向板の軸の方向および複屈折部材の光学軸の関
係を示した説明図である。

【図１１】 交角α，β，γの測り方を説明するための
図である。

【図１２】 本発明に適用される液晶表示基板の一実施
例の上電極基板部の一部切欠斜視図である。

【図１３】 本発明が適用されるラップトップパソコン
の一実施例のブロックダイアグラムである。

【図１４】 本発明が適用されるラップトップパソコン
の一実施例の斜視図である。

【符号の説明】

１１…上電極基板、１２…下電極基板、３４…駆動用Ｉ
Ｃ（液晶駆動回路基板）、３５…プリント基板、３７…
導光体、３９…拡散板、４２…枠状体、６２…液晶表示
基板、８０…補強材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 液晶表示基板と、この液晶表示基板の周
   辺に配置されるプリント基板と、前記液晶表示基板とプ
   リント基板との間に配置される液晶駆動回路基板と、前
   記液晶表示基板の裏面に配置されるバックライト用の導
   光体と、この導光体の周辺に配置され前記液晶表示基板
   とプリント基板とを支持する支持板とから構成される液
   晶表示装置において、前記支持板は合成樹脂材から構成
   されているとともに、その内側部に少なくとも一辺部と
   この一辺部と直交する他の一辺部に補強材が形成されて
   いることを特徴とする液晶表示装置。