JPS60143381A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液晶を用いた車輌用計器の表示手段に有効
な表示装置に関するもので、特に液晶を封入した液晶セ
ルを含む液晶素子、液晶素子の後方に設けられて夜間等
液晶素子を照明する照明部材、この照明部材の発熱を表
示装置の外側へ放散させる放熱部材の実装構造に関する
。

近年自動車やオートパイ等車輌用計器の表示装置として
、電圧印加による液晶の男子の配列変化により光の透過
、非透過を制御し、電極形状に応した所定の文字や数字
等の記号を表示するようにした液晶表示装置が使われ、
この種液晶表示装置としてはたとえは実開昭５８−１６
６８０号、同５８−２１１１５号、同５８−２１１１６
号等かある。これら液晶表示装置ば何れも、２枚のガラ
ス板の間に封入された液晶を有する液晶セルや必要に応
して設けられる偏光板を含むｉｆｋ晶ヌ；子の後方呑≠
箇所にランプ等の光源等から成る照明部材か配設される
ため、長時間光源を点灯しつつけるとこの光源から発・
ｄられる熱によって液晶素子の液晶セルの液晶かりＪ５
−けられ、望ましい分子配列か保てなくなり、誤表示や
全く表示かできなくなってしまうという問題かあった。

この発明は、このような従来の問題点に着目して考えら
れたものであり、液晶素子と照明部材との間に前記液晶
素子の表示する形状と対応するように設けられた開口部
と前記照明部材の側方を覆う箇所の少なくとも一部から
外気中へ引き出すように設けられた放熱部とを有する放
熱部材を配設することにより、長時間光源を点灯させて
も液晶素子の液晶セルに伝えられる熱を抑えることかで
き、安定した液晶の分子配列が得られるようにすること
により、表示動作の確実度や安定度を高めた信頼性の高
い液晶表示装置を提供することを目的とするものである
。

以下、この発明の実施例について図面を参照しながら詳
述する。

１はメータケース２内に収納固定された本発明に係る液
晶表示装置３を有する車輌用液晶メータ装置であり、４
は液晶表示装置３の前方に位置してメータケース２内の
表示に不必要な箇所を覆い隠すよう着色したポリカーボ
ネート樹脂板等から形成されるマスクプレート、５はマ
スクプレー１・４の前方にてメータケース２前面を閉塞
するよう透光性アクリル樹脂板等から形成される表面パ
ネルであり、後面に文字や口車等の表示記号が印刷され
ている。

液晶表示装置３は、その構成部品の取付基／＄部材とな
るよう超耐熱ＡＢＳ樹脂等から形成される枠部材６．ゴ
ムパツキン７を介して鉄等から形成された押さえ部材で
あるセル押さえ８により前方から少なくとも周縁部分が
押され枠部材６前面側八載置固定される液晶素子９．こ
の液晶素子９と枠部材６との間に介在され液晶素子９の
表示箇所に応して着色か施されたフィルタ要素を含む半
透過性の反射板１０．この反射板】０と枠部材６との間
に介在され前記液晶素子９の表示箇所に対応する５５分
を切り欠いたカラスファイバ混入紙等から形成される遮
熱部材１１．枠部材６の枠内に配設され少なくとも側面
の一部に光取入部を有するアクリル樹脂板等から形成さ
れた導光体１２．この導光体１２の前面および側面を覆
うとともに導光体１２の６１１面を覆う箇所の前記液晶
素子９の表示する形状と対応するように設けられた開口
部１３ａと後述する照明部材の側方を覆う箇所の少なく
とも一部から外気中へ引き出すように設けられた放熱部
１３ｂとを有するアルミ板等から形成される放熱部材１
３゜導光体１２の後面に設りた反射板１４．枠部材６の
後面側にビス等で固定され液晶素子９に信号電圧を印加
するため電子部品】５等から成る駆動回路を設けた第１
の回路基板１６．この回路基板１６に鉄等で形成された
取付脚部材１７を介してビス等で固定され図示しない外
部バッテリにスイッチ等を介して接続されるコネクタ１
８等を設けた第２の回路基板１９、両基板１６．１９の
電気的接続を行うリード線２０゜両基板１６．１９の間
に位置するよう前記取付脚部材１７にビス等で固定され
前記導光体１２の光取入部１２ａに発光箇所が臨むよう
照明部拐であるランプ２１を配置して図示しない外部バ
ッテリにスイッチ等を介して接続されるコネクタ２２等
を設けた第３の回路基板２３．枠部材６の枠箇所に設け
た貫通孔６ａに配設され液晶素子９の電極の硝子と第１
の回路基板１６の端子との所定端子間の電気的接続を行
う導電ゴム２４とから構成されている。

液晶素子９は、液晶セル２５と必要に応じてこのセル２
５は、透明絶縁性板から形成された前側電極基板２８．
この電極基板２８の内面に表示する文字。

数字、目盛等の記号に応じた形状を有するよう透明導電
膜て形成された第１の電極２９．　ｆｉｉＪ側電極基板
２８とスペーサ３０を介して一定間隔を有するよう保持
される透明絶縁性板から形成された後側電極基板３１．
この電極梨仮３１の内面に第１の電極２９と対向するよ
う透明導電膜あるいは反射性金属膜で形成された第２の
電極３２１両＠極基板２８．３１間に封入された液晶３
３．前記電極２９．３２から引き出し形成され前側電極
基板２８の後面に外部へ露出して形成されたζ・１１１
子３４とから構成されている。

この液晶素子９の表示動作を説明すると、たとえば液晶
３３として正の誘電異方性を持し分子のｍ心の分布か空
間的にランダムであるが長軸゛か一方向に揃い電極基板
２８．３１内面の配向処理により電極基板２８．３１と
平行かつ一方の電極Ｊ２板２８から他方の＠極基Ｆｊ、
３］へ行く間に軸方向が９０度ねじれるＰ型ツイストネ
マチック液晶を用い、また偏光板２６．２７はその透過
させる偏光を決める偏光軸方向が直交関係となるよう貼
着した場合、端子３４に印加される信号電圧に応じて電
極２９．３２間に所定レベル以上の電圧が発生していな
い時、液晶３３は初期分子配列を保ち、後側偏光板２７
て一方向成分の偏光となった光が液晶セル２５をノｚ過
する際に偏光の偏光軸が９０度ねじられて前側偏光板２
６に達するため、偏光の偏光軸と偏光板２６の偏光軸の
方向とが一致して光は液晶素子９を透過できることから
、全体が明るく見える無表示状態になる。また、端子３
４に印加される信号電圧が変化して電極２９．３２の所
定重合部分間に前記所定レベル以上の電圧が発生した時
、前記電圧が発生した電極２９．３２部分間の液晶３３
のみ分子の長軸が電極基板２８．３１面に対して垂直方
向に揃い、この分子配列が変わった液晶３３部分のみ後
側偏光板２７で一方向成分の偏光となった光が液晶セル
２５を透過する際に偏光の偏光軸をねじられずに前側偏
光板２６に達するため、偏光の偏光軸と偏光板２６の偏
光軸の方向とが直交して光は液晶素子９を透過できない
ことから、明るい「地」に暗い「図」が生じて所定の記
号をポジ表示する状態になる。ところで、前記説明では
、液晶素子９の後方より進行する光を利用する場合すな
わち透過型として液晶素子９が用いられる場合を仮定し
て述べたか、液晶素子９の前方より進行する光を利用す
る場合すなわち反射型として液晶゛素子９が用いられる
場合であっても液晶素子９の前方からの光は液晶素子９
を透過した後液晶素子９の後方で再ひ液晶素子９を透過
することから原理的には同してあり、更に円偏光板２６
．２７の偏光軸方向を平行関係となるよう貼着すれば暗
い「地」に明るい「図」か生して所定の記号をネガ表示
する状態になる。なお、前記液晶３３としては、正の誘
電異方性を有するネマチック液晶の他必要に応してコレ
ステリ、り液晶、光学活性物質、２色性染料等を添加し
て用いても良く、２色゛性染料を添加したいわゆるゲス
トポスト型液晶セル２５を複数枚積層状に配置して液晶
素子９を構成する場合には偏光板２６．２７を廃止する
ことができる。

次に、前記構成部品の組み付は作業について説明する。

枠部材６の前面側に遮熱部材１１１反射板１０を位置合
ね一已して載せ、その上に液晶セル２５および必要に応
じて液晶セル２５に貼着される偏光板２６．２７とから
構成された液晶素子９を載せ、この液晶素子゛９の前方
から液晶素子９の少なくとも周縁部分と当接して枠部材
６に押し付けるセル押さえ８を枠部材６にヒスあるいは
引っ掛は等により固定する。

その後、枠部材６を裏返し、枠部材６の枠箇所に設けた
貫通孔６ａに導電ゴム２４を配設するが、貫通孔６ａに
は液晶セル２５の端子３４が後方に向がって位置してお
り、これに導電ゴム２４の前醪、：が当接する。

そして、放熱部材Ｉ３に配設した導光体１２を放熱部材
１３が前側となるよう枠部材６の枠筒所内に配設し、導
光体１２の後面に反射板１４を配設する。

次に、電子部品１５等を載置した第１の回路基板１６と
コネクタ１８等を載置した第２の回路基板１９と液晶素
子９照明用ランプ２１やコネクタ２２等を取り付けた第
３の回路基板２３を各々取付脚部材１７に配設し、枠部
材６の後面側に回路Ｗ板Ｉ６を固定するが、貫通孔６ａ
には第１の回路基板１６に設けた端子が前方に向かって
位置しており、これに前記導電ゴム２４の後端か当接す
る。

以上で液晶表示装置３の組み付は作業か完了し、これを
メータケース２内に収納固定して、メータケース２前面
にマスクプレート４および表面パネル５を取り付けるこ
とにより車輌用液晶メータ載置１が完成する。

従来、液晶素子９を照明するランプ２１が余り液晶素子
９の近く配置されることは、ランプ２１の発熱によって
液晶５の分子配列に異常を生しさせるという点て制限を
受け、それがため照明効率が悪かったが、この実施例に
よれば液晶素子９とランプ２１との間に熱伝導率の良好
な材料から成る放熱部材１３を介在させたことにより、
ランプ２】がら発せられた熱の多くは外気中へ引き出す
ように設置Ｉられた放熱部材１３の放熱部１３ｂから液
晶表示装置３の周囲へ発散され、液晶素子９側への熱の
伝達を抑えることができ、液晶５の安定した分子配列を
保つことができる。この場合、放熱部材１３の放熱部１
３ｂ形状を表面積の大きい凹凸形状とすることにより一
層放熱効果を高められる。

したがって、ランプ２１は、液晶素子９から遠くはなれ
た箇所に設けなくとも良く、このため液晶表示装置３の
厚みを小さくすることもでき、この場合液晶メータ装置
１が薄型化でき、車輌インパネ等での取り付はスペース
が小さくて済むことがら取り付りが容易に行える。

また、前記実施例では放熱部材１３は、照明部材である
ランプ２１の前面および側面と、ランプ２Ｉから発せら
れた光を取り入れて液晶素子９側へ面光源的に照射する
導光体１２の前面及び側面をも覆っているため、液晶素
子９の表示する箇所と対向する導光体１２前面からは放
熱部材１３の開口部１３ａを介して光が照射され、一方
液晶素子９の表示に寄与しない箇所と対向する導光体】
２前面からは放熱部材１３が光をさえぎるため光が照射
されず、この箇所の光は再び導光体１２内部に戻され、
導光体１２の周囲での反射を繰り返して前記放熱部材１
３の開ｌコ部１３ａから出る。よって放熱部材１３は導
光体１２のマスクおよび反射部材としての働きをも有し
、すなわち液晶素子９の照明を必要とする箇所のめ光を
照射して、液晶素子９の照明を必要としない箇所には光
を照射せず、本来この箇所を照ルｊする光を、前記液晶
素子９の照明か必要な箇所を照明する光として利用する
ことかできるため、照明効率を高めることができる。こ
の場合、放熱部材１３の内面すなわち導光体１２と対向
する面を白色塗料の塗布等反射性の良好な処理を行うこ
とにより一層照明効果を高められる。

なお、導光体１２の側面は必要に応して銀テープ等によ
り包囲することもてきるし、また何もイ・」設しない場
合もあり、このような場合には放熱部材１３で導光体１
２０側面を覆わなくとも良い。゛このようにこの発明に
よれば、負時間光源を点灯さゼても液晶素子の液晶セル
に伝えられる熱を抑えることかでき、安定した液晶の分
子配列が得られるようになり、表示動作の確実度や安定
度を高めた信頼性の高い液晶表示装置を提供できる。

また、従来に比べ光源を液晶素子の近（に配設すること
もできるため、厚みの小さい液晶表示装置とすることも
可能で、液晶メータ装置全体も薄型化とすることができ
る。

しかも、本来液晶素子の照明を必要としない箇所を照明
する光を、照明を必要とする箇所を照明する光として利
用する構成とすることもてきるから照明効率を高めるこ
とができ、この場合従来に比べ光源として小型のランプ
を利用することかできるようになるもので、電源容量が
限られる自動車やオートパイ等車輌用旧器の表示手段と
して使うに一層便利である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る液晶表示装置を備えた車輌用
液晶メータ装置の正面図、 第２図は、同上液晶メータ装置の要部断面図、第３図は
、同上液晶メータ装置に用いられる液晶表示装置の分解
斜視図、 第６図は、同上液晶表示装置に用いられる放熱板の形状
を説明する斜視図、 第７図は、同上液晶表示装置に用いられる液晶素子の要
部断面図である。 １：車輌用ｌｔｋ品メータ装置　３：液晶表示装置６：
枠部＋２１　８：セル押さえ ９：液晶素子　］０・反射板 】１：遮熱部材　】２．導光体 １３：放熱部月　１３ａ：開口部 １３ｂ：放熱部　１４：反射板 ＋６．１９．２３　：回路基板 ２４：導電ゴム　２５：液晶セル π目　競 １ 第　２　図 ／ 第　０１ネ１ １３ ！２ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 信号電圧の印加による液晶分子の配列方向の変化で光の
   透過を制御して表示を行う液晶素子と、前記液晶素子の
   照明を行う照明部材とを有し、ｎｉｔ記液晶素子と照明
   部材との間に熱伝導率の良好な材料から成るＩ’ｌ熱部
   材を配設し、この放熱部材は、前記液晶素子の表示する
   形状と対応するように設けられた開」部と前記照明部材
   の側方を覆う↑、ｑ所の少なくとも一部からり１気中へ
   引き出すように設けられた放熱部とを有することを特徴
   とする液晶表示装置。