JPS6388593A - 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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は液晶表示装置に係り、特に小型の単位液晶表
示モジュールを縦横に複数個連結して大両面を構成する
液晶表示装置に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕現在、
液晶表示装置は低価格、低消費電力であると共にカラー
フィルタを液晶表示体に挿入することにより、容易にフ
ルカラー表示が実現できるため、多くの情報端末表示装
置として使われている。更に、オフィス内の情報処理機
器の端末表示装置であるＶＤＴの代替え、あるいは室内
にあっては会議や劇場等の表示装置、更には屋外設置の
表示装置へと適用範囲を拡大に展開しつつある。

一般に、液晶表示装置は透明導電膜の電極パターンが形
成された２枚のガラス基板間に液晶を注入し、この２枚
のガラス基板の透明導電膜の電極パターンが互いに直行
するようにマトリックス状に配列されて構成されており
、透明導電膜の電極パターンに所定の電圧を印加するこ
とで液晶の光スイツチ動作機能を可能にしている。しか
しながら、これらの液晶表示装置は製造装置等の絡みで
５０ｃｓＸ　５０ｃ−程度の画面サイズが最大となって
おり、これ以上の大型の液晶表示装置を１枚の基板から
作るのは困難であった。このため大両面の液晶表示装置
を実現させるには、所定の画素数で構成された小型の液
晶表示装置を連結して構成する手法を適用していた。

これらのマトリックス型液晶表示装置の駆動方法は、ま
ずデータｉ！極配線の各々に印加電圧を与え所望の走査
線を所定時間選択する０次にこの各データ線の印加電圧
を切り替えて次の走査線を選択する。このように走査線
に対応する各データ線の印加電圧を切り替えては走ｒｒ
：線の選択を切り替える動作を、人間の目に支障のない
走査スピードを持って繰返し行う表示駆動いわゆる線順
次走査方式により画像を作り出す方法が−Ｍに行われて
いた。

しかし、華純マトリックス型液晶表示装置の場合には液
晶セル自体がコンデンサ成分すなわち電気的に双方向性
の性質を持っており、液晶セルを通して流れる電流や流
れた電流によって生じた電圧が選択しようとする画素以
外にも流れて正規の画像を作り出せなくなる。そこで単
純マトリックス型液晶表示装置では、走査線とデータ線
に与える電圧の条件をＯＮレベルとＯＦＦレベルによっ
て変更する必要があり、この電圧レベル条件はマトリッ
クス結線の本数よってそのつど変更す゛る等複雑な信号
処理を必要としていた。また、このような走査線とデー
タ線の電圧レベルを組合せて駆動を行う必要性から、一
般に２値の画像表示に限られており、アナログ表示をも
った画像データを表現するには通していなかった。さら
に印加時間すなわちデユーティは必要線走査で分割した
条件となるのでコントラストを高くすることが望めない
等の欠点があった。

一方、このような液晶表示装置の構造では有効表示とな
る面積に対し、その周辺に比較的大きなリード線の配設
面積が必要となり、その連結部でモジュール間の接続部
に格子状の陰影が生じ、正規の画像表示を再現できない
。

これを解消するため、液晶表示基板上にレンズを配設し
、このレンズで表示画面を若干拡大して表示することに
より、格子状の陰影をなくす構造が考えられている（例
えば特開昭５９−２１０４１８号公報参照）、シかしな
がら、レンズを介して画像を表示させるため、画素相互
の透過光が干渉して画像が滲むことを防ぐ高精度で且つ
透過率の極めて高いレンズにする必要があり、コストア
ップとなると共に組立ての作業性が低下する。

ところで、このような液晶表示装置には反射型と透過型
とがあり、カラー表示を行なうには透過型液晶表示装置
が最適であり、また、連結の際に小型液晶表示装置の個
数が多いとマトリックス配線の結線処理が複雑となるた
め、小型液晶表示装置毎に駆動回路を抱き合わせる単位
液晶表示モジュール構造が有効である。しかし、駆動回
路を搭載するＰＣボードやＩＣチップ等が光を遮るため
、この小型単位液晶表示モジュールの液晶表示体をＰＣ
ボードに一体化した透過型液晶表示モジュール構造の実
現は困難とされていた。

この発明の目的は上記事実を考慮し、簡単な構造の透過
型液晶表示装置であると共に、大画面を構成する際に連
結部に陰影が生じることのない液晶表示装置を提供する
ことにある。

また他の目的は液晶表示装置に印加する電圧を高くする
ことなくアナログ表示ができ、且つスタティック表示動
作を可能にした液晶表示装置を提供することにある。

〔発明の概要〕

本発明に係わる単位液晶表示モジュールの構成は、まず
ＩＣ（集積回路）と抵抗及びコンデンサチップ部品によ
り構成した駆動回路を搭載した駆動回路基板を備えてお
り、この駆動回路基板の一方端に外部機器との接続をな
すＩ１０リード（入出力端子）を装着する。またこのＩ
１０リードの装着端とは対向する他方端の駆動回路基板
にセルリードによって接続した液晶セルを取り付ける。

この液晶セルは透明電極パターンが形成された２枚のガ
ラス基板内に液晶を挟持し、また表面に偏光板と少なく
とも一方面にカラーフィルタを具備している。そうして
一体化されたこの液晶セルと駆動回路基板を断面が正方
形の筒状の形状を持つ不透明のケースに挿入する。この
ケースには駆動回路基板を位置決めし且つ挿入し易くす
るための凹状のガイ１′溝を存している。またこのケー
スには駆動回路基板と平行して背面よりの光を液晶セル
基板へ有効に導く為の透明樹脂からなるプリズムが挿入
され、同様にケースのガイド溝により所定の位置に装着
される。このプリズム及び駆動回路基板をケース内に収
納した後、プリズムと駆動回路基板を固定し、且つ駆動
回路基板のＩ１０リードを突き出ず貫通孔とプリズムへ
、光を入力する開口を持つカバーを装着する。一方力バ
ー装着面とは対向する表示面側には液晶セルからの透過
光を実質的にケース外形寸法まで拡げるフロントレンズ
をケースに一体化して液晶表示モジュールを完成する。

なお、このフロントレンズは省略することができる。

液晶セルの画素は赤と緑と青からなるトリオ画素で構成
されている。各色の配列は少なくとも２個以上に分割さ
れており、透過光の色を合成し易くしている。分割され
た各同色の画素は内部の透明電極配線で接続されていて
、実質的には１つの画素を構成している。

ケースの表示面側に装着されるフロントレンズは液晶セ
ルからの透過光を実質的にケース外形寸法まで拡げる為
、ケース内に挿入された液晶セルの有効表示面積かもし
くはこれよりわずかに小さい内面積をもつ平らな部分と
、この平らな部分から視覚表示面へ向かって拡がる所定
の角度を持っている。またこのフロントレンズには反射
光をカットしてｉ３通光のみを透過し且つ視野角を良く
するため、液晶セル表示面とフロントレンズとの間に所
定の間隔を有している。

〔発明の効果〕

液晶表示モジュールが１画素（赤・緑・青のトリオ画素
）構成となっているので、自由な画素構成と任意の画面
サイズの表示装置の構成が可能であるばかりでなく、大
画面構成とした時に於いても各画素が光学的に独立する
ので画素相互が干渉して画像が滲むことがない、また駆
動回路を内蔵することにより汎用性を持った駆動方法を
採用できるので表示機能を高めることができる。

液晶表示モジュールの背面より光を導くプリズムと外部
機器との接続をなすＩ１０リードとの位置関係とその機
能性により、大画面構成に於いても液晶表示モジュール
相互の信号線結線を確実に行うことができ且つ背面から
の光を有効に取り入れることができる。

〔発明の実施例〕

以丁本発明の実施例を第１図乃至第５図を参照して説明
する。

まず本発明に係わる液晶表示装置の構成を第１図及び第
２図を併用して説明する。

まず例えばガラスエポキシ系樹脂からなる１０．８甑調
Ｘ１８．Ｉ３＋鋪、厚さ約０．８ｍｍの駆動回路基板１
０上にＩＣ（集積回路）１１と抵抗及びコンデンサのチ
ップ部品１２とにより構成した駆動回路を搭載する０次
にこの駆動回路基板１０の一方の端に外部機器（液晶セ
ルを表示駆動するコントロール回路）との接続をなすＩ
１０リード（入出力端子）１３を装着するゆ更にＩ　／
　ＯＵ　−ド１３の装着端と対向する駆動回路基板の一
方端にはセルリード１４によって接続した液晶セル基板
２０を取り付ける。

この液晶セル基板２０は例えば画素パターンを形成した
透明のガラス基板から成る第１の基板２１とコモン電極
パターンを形成した透明のガラス基板から成る第２の基
板２２とが所定の間隔を持ってパターン相互が対向する
ように位置され、所定の間隙に液晶を注入して挟持する
。そうしてこの２枚の基板２１．２２のそれぞれその表
面に偏光板２３と少なくとも一方の而」二にカラーフィ
ルタ２４を貼り合わせることで液晶セル基板２０を得る
（第２図）。

次にあらかじめｍ　ＯＨしておいた例えばｋｌｘ２ｍｍ
と横１２１１＋ｌ、長さ約３２ｍｍの大きさからなる不
透明のケース３０に液晶セル基板２０と駆動回路基板ｌ
Ｏを一体化した表示体を収納する。またこのケース３０
には駆動回路基板１０と平行して背面よりの光を液晶セ
ル基板２０へ有効に導く為のアクリル系透明樹脂からな
る例えば縦１０．８ｔｓ、横１０．８ｍｍ、長さ２５ｍ
ｍのプリズム５０も収納される。

次にこのプリズム５０及び駆動回路基板１０をケース３
０内に収納した後、プリズム５０と駆動回路基板１０を
固定し且つ駆動回転基板１０の■１０リード１３を突き
出ず貫通孔６１とプリズム５０へ光を入力する開口６２
を持つ構造の不透明のアクリル材料からなるカバー６０
を装着する。

一方このカバー６０の装着面とは対向する表示面例のケ
ース開口部３２に液晶セル２０からの透過光を実質的に
ケース３０の外形寸法まで拡げるフロントレンズ４０を
ケース３０に一体化する。

この際フロントレンズ４０がケース３０に装着し易いよ
うに、ケースにフロントレンズ装着ロック３１とフロン
トレンズ４０にロックピン４１をＧけておく。このよう
に各部品をケース３０を母体として順次組立てることで
第２図に示す液晶表示モジュールを完成できる。

第３図は液晶表示モジュールの第２図で示すＡ−Ａ’線
断面図である。すなわち、ケース３０には駆動回路基板
１０とプリズム５０とを位置決めし且つ挿入し易くする
ための凹状のガイド溝３３と３４が設けられている。こ
うすることにより駆動回路基板１０とプリズム５０の装
着を容易にするばかりでなく部品の位置関係を一定とす
ることができるものである。

第４図はケース３０の表示面側のケース開口部３２に装
着されるフロントレンズ４０の形状と液晶セル基板２０
からの透過光の関係を模式的に示す図である。

すなわち、フロントレンズ４０は、液晶セル基板２０か
らの透過光を実質的にケース３０の外形寸法まで拡げる
為、ケース３０内に挿入された液晶セル基板２０の有効
表示面積りか、もしくはこれよりわずかに小さい内面積
をもつ平らな部分ｄとこの平らな部分ｄから視覚表示面
へ向かって拡がる所定の角度θと、液晶セル基板との間
に間隔（を持っており、第４図ｔａｌの場合ではｔ≦１
ｍｓ、θ≧４５麿、第４図ｔｂｌの場合では【≧５−喝
、０５３０度とした。

また第４図ｔｅｌではフロントレンズ４０の内面に平ら
な部分はなく、画素の略中心からｔ≧５ａｉｓ＋、０５
３０度の拡がりを存している。こうすることにより表示
面で反射する外光をカットして透過光のみをｉ３通ずる
ことができ、且つ視野角を改善することができる。

第５図は液晶セル基板２０内に形成される画素の構成を
模式的に示す図である。ｉ品セル基板２０に形成された
画素は赤Ｒと緑Ｇと青Ｂからなるトリオ画素で構成され
ている０例えば各色が３分割されており、３色で９パタ
ーンの市松模様を構成している。そうしてこの実施例で
は青色Ｂを中心に右下がりで配列し、赤色Ｒと緑色Ｇを
分離した。また、このとき各色同士の結線は接続線２５
Ｒ１２５Ｇ、２５Ｂによって接続され、それぞれの色画
素Ｒ，，，Ｇ、、Ｂ及びコモン電極２７は画素電極端子
２６Ｒ１２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｃに接続される。こうす
ることによって液晶セル基板２０からの透過光の色を合
成し易くしている。

なお、上記フロントレンズとカバーとは一体に成形して
もよく、フロントレンズに代えてレンズ作用のない透明
なカバーを用いてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置を示す液晶表示モジュー
ルの分解斜視図、第２図は液晶表示モジュールの組立断
面図、第３図は液晶表示モジュールのケースと駆動回路
基板とプリズムの関係を示す第２図Ａ−Ａ“線断面図、
第４図＋ａｌ〜（Ｃ１はフロントレンズの形状と液晶か
らの透過光のようすを示す模式図、第５図は液晶セル基
板に形成したカラーフィルタパターンの配列を示す模式
図である。 １０・・・駆動回路基板 １１・・・ＩＣ １２・・・チップ部品 １３・・・Ｉ１０リード １４・・・セルリード ２０・・・液晶セル基板 ２１・・・第１の基板 ２２・・・第２の基板 ２３・・・偏光板 ２４・・・カラーフィルタ ２ＳＲ１２５Ｇ、２５Ｂ・・・赤・緑・青の画素電極２
６Ｒ，２６Ｇ、２６Ｂ、２６Ｃ・・・電極端子２７・・
・コモン電極 ３０・・・ケース ３１・・・フロントレンズ装着ロック ３２・・・ケース表示面側開口部 ４０・・・フロントレンズ ４１・・・フロントレンズロックビン ５０・・・プリズム ６０・・・カバー ６１・・・貫通孔 ６２・・・カバー開口部 Ｄ・・・有効表示面積

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）小型の単位液晶表示モジュールを縦横多数個連結
   して大画面構成とした液晶表示装置に於いて、 前記単位液晶表示モジュールを、駆動回路を搭載した駆
   動回路基板と、該駆動回路基板に具備し一体化した液晶
   セルと、該液晶セル及び駆動回路基板を収納する筒状の
   ケースと、該ケース内に収納され駆動回路基板と平行し
   て収納されるプリズムと、該プリズム及び駆動回路基板
   をケース内に収納した後に背面から固定するカバーと、
   により構成したことを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）前記液晶セルは赤・青・緑のカラーフィルタを具
   備し、該カラーフィルタの各色が少なくとも２個以上に
   分割配列されたことを特徴とする特許請求の範囲第（１
   ）項記載の液晶表示装置。
3. （３）前記ケースの表示面側に前記液晶セルからの透過
   光を所定の視野角を持って拡げるフロントレンズを配置
   したことを特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の
   液晶表示装置。
4. （４）前記フロントレンズは表面でケースの外形寸法を
   有しており、内面でケース内に収納された液晶セルの有
   効表示面積よりも実質的に小さい寸法であることを特徴
   とする前記特許請求の範囲第（３）項記載の液晶表示装
   置。