JPH079562B2 - フィルム型液晶表示セルの実装方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明はフィルム型液晶表示セルの実装方法に関する
ものである。

〔発明の技術的背景〕

最近、液晶表示セルとして一対のフィルム基材間に液晶
を充填したフィルム型液晶表示セルが開発され、これに
ともなって液晶表示セルを使用する小型電子式計算機等
の小型電子機器はカード型といわれるほどに超薄型化さ
れてきている。

第１図は前記フィルム型液晶表示セルを使用した一般に
カード型電卓と呼ばれる超薄型小型電子式計算機の外観
を示したもので、この超薄型小型電子式計算機のケース
１は後述するような積層構造となっており、その上面に
は、表示部２とキーボード部３とソーラ電池部４とが配
置されている。第２図は上記超薄型小型電子式計算機の
分解斜視図、第３図及び第４図は同じく第１図のＡ−Ａ
線及びＢ−Ｂ線に沿う拡大断面図であり、前記ケース１
は、第２図に示したような形状の枠体11と、上部シート
12及び上面シート13と、下部シート14及び下面シート15
とを積層した構成のものとされている。そして、前記ケ
ース１内には、配線基板20と、フィルム型液晶表示セル
30と、ソーラ電池（太陽電池）40とが配設されており、
さらに前記配線基板20の上面にはこの配線基板20と略同
じ外形のスペーサ50が重合されている。また、前記配線
基板20には、この配線基板20に穿設した貫通孔に嵌め込
んで、LSIチップ21とチップコンデンサなどのチップ部
品22,22が取付けられており、さらにこの配線基板20の
上面には、一対の接点を一組とする多数組の分割型固定
接点23,23,…が配列形成されている。また、前記スペー
サ50には、前記配線基板20上の各固定接点23,23,…と対
応させて多数の開口51,51,…が穿設されると共に、その
下面には前記LSIチップ21及びチップ部品22,22の配線基
板20上に突出する部分に対して逃げとなる貫通孔52,53
が設けられており、このスペーサ50は前記貫通孔52,53
に前記LSIチップ21及びチップ部品22,22を嵌入させて配
線基板20上に接着されている。そして、前記配線基板20
とスペーサ50とは、前記ケース１の枠体10内に配置され
ている。この枠体11は、ステンレス鋼等の金属薄板を打
抜いて形成されたもので、この枠体11には、前記上部シ
ート12及び下部シート14（いずれもステンレス鋼等の金
属薄板からなっている）に接触する爪片11a,11bが上方
及び下方に切り起し形成されている。この爪片11a,11b
は、静電気を前記上部シート12及び下部シート14に逃が
して前記LSIチップ21などを静電気から保護するために
設けられている。また、前記フィルム型液晶表示セル30
とソーラ電池40とは、前記枠体11内に前記配線基板20と
並べて配置されており、液晶表示セル30の端子配列部に
配列されている各端子30a（第３図参照）はフィルム状
ヒートシールコネクタ31によって配線基板20と接続さ
れ、ソーラ電池40もフィルム状ヒートシールコネクタ4
1,41によって配線基板20と接続されている。

前記フィルム状液晶表示セル30は、第４図にその詳細な
構造が示されているように、ポリサルホンなどの合成樹
脂フィルムからなる上下一対のフィルム基材32a,32bの
周囲を接着材33で接着し、この上下のフィルム基材32a,
32b間に液晶LCを充填したもので、この液晶層の厚さは
約10μ、前記上下のフィルム基材32a,32bの厚さはそれ
ぞれ約100μとなっている。また、この液晶表示セル30
はＴ・Ｎ型（ツイステッド・ネマティック型）のものと
されており、その上下面に配置される偏光板33a,33bは
前記フィルム基材32a,32bの外面に接着され、さらに下
側の偏光板33bの下面には反射板34が接着されている。
前記上下の偏光板33a,33b及び反射板34の厚さはそれぞ
れ約75μであり、従って偏光板32a,32b及び反射板34を
含む液晶表示セル30の総厚は、フィルム基材32a,32bと
偏光板33a,33bとの接着材層35,35及び下側偏光板32bと
反射板34との接着材層36（いずれも透明接着材）の厚さ
をそれぞれ約10μとしても、約465μ程度である。

一方、前記ケース１の上部シート12と下部シート14と
は、それぞれ厚さ約100μ程度の金属薄板からなってお
り、上部シート12には、前記スペーサ50に設けた開口5
1,51,…と合致する開口121,121,…と、前記液晶表示セ
ル30の上部が嵌入する開口122と、前記ソーラ電池40が
嵌入する開口123とが穿設され、さらにこの上部シート1
2の下面には、前記LSIチップ21及びチップ部品22,22の
スペーサ50上に突出する部分を受入れる凹部124,125が
ハーフエッチングによって形成されている。そして、こ
の上部シート12は、その下面を前記枠体11の上面に接着
して枠体11と一体化されており、前記配線基板20と接着
されたスペーサ50はこの上部シート12の下面に接着さ
れ、さらに前記LSIチップ21及びチップ部品22,22もこの
上部シート12の前記凹部124,125に接着されている。ま
た、前記ケース１の上面シート13と下面シート15とは、
それぞれ厚さ約70μ程度の合成樹脂シートからなってお
り、上面シート13は前記上部シート12の上面に接着さ
れ、下面シート15は前記下部シート14の下面に接着され
ている。前記上面シート13は、透明フィルムの下面に表
示部２及びソーラ電池部３を除いて印刷を施すと共に、
キーボード部４に各キー部3a,3a,…に対応する数字や記
号などを印刷したもので、この上面シート13の前記各キ
ー部3a,3a,…の下面には、前記配線基板20面の各固定接
点23,23,…と対向させて、上面シート13のキー部3aを押
すことにより前記固定接点23に接触させられる可動接点
（図示せず）が配列形成されている。

そして、前記液晶表示セル30は、その上面すなわち上側
偏光板33aの上面をこの上面シート13の表示部２の下面
に透明接着材37によって接着されており、また前記ソー
ラ電池40も図示しないがその上面においてび上面シート
13のソーラ電池部３の下面に透明接着材によって接着さ
れている。

また、第３図及び第４図において、16は前記上部シート
12と下部シート14との間に充填された充填材であり、こ
の充填材16は前記枠体の外周も覆って前記ケース１の外
周面を形成している。そして、前記上部シート12の下側
に配設されている前記配線基板20,LSIチップ21,チップ
部品22,液晶表示セル30,ソーラ電池40などは、前記充填
材16によって固定されており、また前記下部シート14は
この充填材16によって接着固定されている。

次に、上記超薄型小型電子式計算機の組立てについて説
明すると、この超薄型小型電子式計算機の組立ては、フ
ロントパネルアセンブリの組立てと、配線基板アセンブ
リの組立てと、リヤパネルアセンブリの組立てとに分け
て行われ、この後これらアセンブリを積層結合すること
によって組立てられている。前記フロントパネルアセン
ブリの組立ては、まず、枠体11と上部シート12とを接着
し、次いで上部シート12に上面シート13を接着した後、
前記上部シート12の開口122,123に、あらかじめヒート
シールコネクタを加熱圧着した液晶表示セル30及びソー
ラ電池40を嵌め込んで、これらを前記上面シート13に接
着し、さらに前記上部シート12の下面にスペーサ50を接
着することによって行われる。また、配線基板アセンブ
リは、配線基板20の貫通孔52,53にLSIチップ21及びチッ
プ部品22,22を嵌め込んで組立てられ、リヤパネルアセ
ンブリは、下部シート14に下面シート15を接着して組立
てられる。そして、全体の組立ては、前記フロントパネ
ルアセンブリをその上部シート12を上に向けた状態で定
置してその上に前記配線基板アセンブリを重ね、相互の
位置決めを行なうと共に前記液晶表示セル30とソーラ電
池40とに接続しておいたヒートシールコネクタ31,41を
それぞれ配線基板20に加熱圧着接続した後、その上から
充填材16として速乾性の液状接着剤（例えばアクリル系
またはエポキシ系の二液混合型接着材）を滴下して、そ
の後直ちに前記リヤパネルアセンブリを重ねて加熱圧着
し前記接着材を硬化させすることにより行われる。この
後は、機能検査を行ない、充填材16の外周をカットして
ケース１の外形を整え、最後に仕上げ検査を行なって製
品とされる。

〔背景技術の問題点〕

ところで、フィルム型液晶表示セルを使用する小型電子
式計算機などの電子機器は、フィルム型液晶表示セルの
厚さが非常に薄いことから機器の厚さを超薄型化できる
が、その反面、このフィルム型液晶表示セルを使用する
電子機器は、これを高温多湿下におくと、液晶表示セル
内にしみ状の黒点が生じてこの部分の表示が読み取れな
くなってしまうことがあるという問題をもっていた。こ
のフィルム型液晶表示セルの黒点発生現象は、機器への
実装前には何の異常もなかった液晶表示セルにも発生し
ており、従って液晶表示セルに黒点が発生するかどうか
は、液晶表示セルを実装した機器を高温多湿下においた
ときに初めて分るから、従来は前記液晶表示セルの黒点
発生を未然に防ぐことは不可能であるとされていた。

このフィルム型液晶表示セルにおける黒点発生現象は、
出願人の調査によれば次のような原因で発生すると考え
られる。すなわち、前記フィルム型液晶表示セルの上下
のフィルム基材は、ポリサルホンなどの合成樹脂フィル
ムからなっているために、このフィルム基材が大気中の
水分を吸着してフィルム基材が水分を含んだ状態となる
が、このようにフィルム基材に水分が吸着されている
と、周囲が高温多湿となったときにこのフィルム基材内
の水分が液晶中に溶出して、液晶中に溶解されていた空
気を中心に成長し、これが気泡あるいは水泡となって上
下のフィルム基材間の非常に狭い間隙（約10μ）内で拡
がって、これが黒点となって見えることになる。この一
旦発生した黒点は、自然に消えてしまうようなことはな
く、この黒点はそのまま残ることになる。この黒点発生
は、液晶表示セルを機器に実装する前にも起きるが、こ
の黒点発生が液晶表示セルを機器に実装した後に発生し
た場合には、致命的な問題となる。なお、黒点が発生し
た液晶表示セルでも、これを機器に実装するときに液晶
表示セルまたはその取付け面（上記電子式計算機におい
てはそのケース１の上面シート13）に接着材を塗布して
これらを加熱圧着すると、その場において黒点が消える
が、この一旦消えた黒点は湿度が高くなると再び見える
ようになる。

また、液晶表示セルを機器に実装した後は、機器のケー
スが密閉構造となっていれば液晶表示セルのフィルム基
材がそれ以上水分を吸着することはないが、この場合で
も、電子機器を高温多湿下におくと、すでにフィルム基
材に含有されていた水分が液晶中に溶解して黒点を発生
することがある。これは、特に、上記超薄型小型電子式
計算機のように、機器ケース１の上面シート13がポリエ
ステルなどの合成樹脂シートからなっており、この上面
シート13に液晶表示セル30を接着している電子機器にお
いて顕著であり、この場合には、高温多湿下での黒点発
生の可能性がかなり高くなる。これは、高温多湿下にに
おいては、前記上面シート13が熱及び空気中の水分の吸
収により膨張して第５図に示すように上部シート12と接
着されていない表示部２が外側に脹らみ、この上面シー
ト13に接着されている液晶表示セル30の上側偏光板33a
及びこれに接着されている上側フィルム基材32aが同様
に脹らむからであり、これに対して、液晶表示セル30の
下側のフィルム基材32bはその下面に接着されている下
側偏光板33b及び反射板34を介して充填材16に接着固定
されているから、液晶表示セル30の液晶層部分が第５図
に示すように上側フィルム基材32aの外側への脹らみで
容積を増して負圧となり、そのためにフィルム基材32a,
32bの内部に含まれていた水分も第５図に矢印で示した
ように液晶LC内に引き込まれて、液晶中への水分の溶解
がさらに助長され、第１図に示すように表示部２に黒点
ａを生じさせることになる。

〔発明の目的〕

この発明は上記のような実情にかんがみてなされたもの
であって、その目的とするところは、電子機器に実装し
た後におけるフィルム型液晶表示セルの黒点の発生を確
実に防ぐことができるようにしたフィルム型液晶表示セ
ルの実装方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

すなわち、この発明は、フィルム型液晶表示セルの電子
機器への実装に際して、前記液晶表示セルのフィルム基
材に含有されている水分を脱気した後に、この液晶表示
セルを実装することを要旨とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、この発明の一実施例を上記第１図〜第４図に示し
た超薄型小型電子式計算機へのフィルム型液晶表示セル
の実装を例にとって説明する。

第６図はこの発明のフィルム型液晶表示セル実装方法を
採り入れた超薄型小型電子式計算機の組立て工程を示し
たもので、図中二点鎖線で囲んだ部分以外の工程は前述
した通りであるから、その説明は省略する。

このフィルム型液晶表示セルの実装方法は、第６図の二
点鎖線で囲んだ部分に示しているように、フィルム型液
晶表示セルを実装前に乾繰させて、そのフィルム基材に
含有されている水分を脱気し、その後にこのフィルム型
液晶表示セルに配線基板との接続のためのフィルム状ヒ
ートシールコネクタを加熱圧着して、この液晶表示セル
をフロントパネルアセンブリの上面シートに接着するも
ので、この実施例では、一対のフィルム基材間に液晶を
充填したセル本体の上下面に偏光板を接着し、さらにそ
の下面に反射板を接着して液晶表示セルを完成させた後
に、液晶表示セルの乾繰を行なっている。

この液晶表示セルの乾繰は、例えば温風乾繰によってフ
ィルム基材中の水分がほとんどなくなるまで行ない、ま
た液晶表示の実装は、乾繰後液晶表示セルを空気中にさ
らすと再び空気中の水分を吸着し始めるフィルム基材の
吸着水分がまだ無視できる量であるうちに実施する。

実験結果をあげると、完成されたフィルム型液晶表示セ
ルを温度60の熱風乾繰機（オーブン）に入れて乾繰を行
ないながらその重量変化を調べたところ、フィルム基材
の材質によっても異なるが、ポリサルホンからなるフィ
ルム基材を使用した液晶表示セルの場合は、１時間後で
乾繰前の重量の99.5％、３時間後で99.0％になり、その
後は重量変化は認められなかった。これは、３時間の乾
繰で液晶表示セルのフィルム基材に含有されていた水分
が完全に脱気されたことを示している。

また、３時間の乾繰を行なった上記液晶表示セルを乾繰
機から取り出し、これを温度20℃，相対湿度50％の雰囲
気中に放置してその重量変化を調べたところ、最初の１
時間で乾繰前の重量の99.5％まで急増し、その後は徐々
に増加して24時間で乾繰前の重量（100％）に戻った。

そして、３時間の乾繰を行なった上記液晶表示セルを乾
繰機から取出し、その後１時間以内（セル重量が乾繰前
の重量の99.5％に戻るまでの間）にケース上面シートへ
の液晶表示セルの接着実装から第６図に示すリアパネル
アセンブリの加熱圧着までの工程を実施し、この後は従
来と同様にして完成させたフィルム型小型電子式計算機
を、高温多湿下に放置して液晶表示セルの黒点の発生を
調べたところ、黒点の発生は全く認められなかった。

これは、液晶表示セルのフィルム基材に含有されている
水分を脱気させてから液晶表示セルを実装したことによ
るものであり、従ってこの液晶表示セルの実装方法よれ
ば、電子機器に実装した後におけるフィルム型液晶表示
セルの黒点の発生を確実に防ぐことができる。

第７図はこの発明の他の実施例を示したもので、この実
施例は、超薄型型小型電子式計算機の組立てに際して、
そのケース１の上面シート13にあらかじめ液晶表示セル
の上側偏光板33aを接着し、液晶表示セル30を下側偏光
板33bと反射板34だけを接着した状態で乾繰してこれを
実装したものである。なお、この実施例では、液晶表示
セル30をその上面（上側フィルム基材32a）を上面シー
ト13に接着した上側偏光板33aと接着せずに実装して、
この液晶表示セル30を充填材16だけ固定させている。こ
のようにすれば、高温多湿下においてケース１の上面シ
ート13が外側に脹らんでも、液晶表示セル30の上側フィ
ルム基材32aが上面シート13に引かれて外側に脹らむこ
とはなくなるから、液晶表示セル30の黒点の発生をさら
に確実に防ぐことができる。なお、第７図では図を分り
やすくするために上面シート13に接着された上側偏光板
33aと液晶表示セル30の上面との間に間隙をとっている
が、実際には前記液晶表示セル30は上記上側偏光板33a
の下面に接面させて実装される。

なお、上記実施例ではフィルム型小型電子式計算機への
フィルム型液晶表示セルの実装について説明したが、こ
の発明はその他各種電子機器へのフィルム型液晶表示セ
ルの実装に広く適用することができる。

〔発明の効果〕

この発明によれば、電子機器に実装した後におけるフィ
ルム型液晶表示セルの黒点の発生を確実に防ぐことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はフィルム型液晶表示セルを使用する
超薄型小型電子式計算機の外観図及び分解斜視図、第３
図及び第４図は第１図のＡ−Ａ線及びＢ−Ｂ線に沿う拡
大断面図、第５図は従来の超薄型小型電子式計算機にお
ける高温多湿下でのフィルム型液晶表示セルの黒点発生
原因を説明する第４図と同部分の断面図、第６図はこの
発明の一実施例を示す超薄型小型電子式計算機の組立て
工程図、第７図はこの発明の他の実施例を示す超薄型小
型電子式計算機のフィルム型液晶表示セル実装部の断面
図である。 １……ケース、11……枠体、12……上部シート、13……
上面シート、14……下部シート、15……下面シート、16
……充填材、30……フィルム型液晶表示セル、32a,32b
……フィルム基材、33a,33b……偏光板、34…反射板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対のフイルム基材間に液晶を充填したフ
   イルム型液晶表示セルの電子機器への実装に際し、前記
   液晶表示セルのフイルム基材に含有されている水分を脱
   気し、脱気後のセル重量が脱気前のセル重量の99.5％以
   下の状態でこの液晶表示セルを実装することを特徴とす
   るフイルム型液晶表示セルの実装方法。