KR890005351B1 - 액정표시장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

액정표시장치

제1도는 본 발명에 관한 차량용 액정 미터장치의 정면도.

제2도는 동 액정미터장치의 중요부분 단면도.

제3도는 동 액정미터장치에 사용되는 액정표시장치의 분해사시도.

제4도는 동 액정표시장치의 중요부분 정면도.

제5도는 동 액정표시장치의 중요부분 단면도.

제6도는 동 액정표시장치의 중요부분 확대 단면도.

제7도는 동 액정표시장치에 사용되는 액정소자의 중요부분 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

(1) : 차량용 액정미터장치 (3) : 액정표시장치

(6) : 고정부재 (6a) : 관통구멍(관통부)

(8) : 셀 압압구(압압부재) (9) : 액정소자

(12) : 도광체(導光體) (13) : 방열부재

(16) : 램프(광원) (17) (21) : 회로 기판

(23) : 도전고무(도전부재) (24) : 액정셀

본 발명은 액정을 사용한 차량용 계기의 표시수단에 유효한 표시장치에 관한 것으로서, 특히 액정을 봉입한 액정을 포함하는 액정소자, 액정소자의 뒷쪽에 설치되어서 야간등(等) 액정소자쪽에 빛을 조사하는 조명부재, 조명부재의 뒷쪽에 설치되는 액정소자 구동용 회로 기판등의 실질적인 장치구조에 관한 것이다. 근년 자동차나 오토바이등 차량용 계기의 표시장치로서 전압인가에 의한 액정의 분자의 배열변화에 의하여 빛의 투과, 비투과를 제어하고, 전극형상에 따른 소정의 문자나 숫자등의 기호를 표시하도록한 액정표시장치가 사용되며, 이러한 종류의 액정 표시장치로서는 예컨대 미국특허 제4012117호(3/1977USC350/160LC), 동제4011001호(3/1977USC350/160LG), 일본국 공개특허공보 소화 58년 제126592호(7/1983 IPCG09 G 3/04), 동 소화 58년 제123575호(7/1983 IPCG09 F9/00) 등이 있다.

이들 액정표시장치는 어느 것이나 2장의 유리판 사이에 봉입된 액정을 보유하는 액정셀이나 필요에 따라서 설치되는 편광판을 포함하는 액정소자, 상기한 액정을 신호전압에 의하여 구동시키기 위한 상기한 액정셀에 설치된 전극, 상기한 액정소자의 뒷족에 설치된 조명부재이 조명부재의 뒷쪽에 설치됨과 아울러 상기한 전극에 신호전압을 주기위한 회로기판, 상기한 전극과 회로기판과의 전기적(電氣的) 접속을 행하는 도전부재등을 구성부품으로하여서 구비하고 있으며, 구성부품이 다수이므로 결합부착 작업에 시간이 걸려서 작업성이 나쁘다고 하는 문제가 있었다.

특히, 도전부재는 액정셀의 전극의 단자와 회로기판의 단자와의 소정된 단자사이의 정확하고 또한 안전한 전기적접속을 보전하도록 배치위치에 유의하지 않으면 안되는 것으로서, 충분히 배려하였음에도 불구하고 결합부착 작업의 미세한 진동등에 의하여 위치가 변위되어서 이 때문에 액정소자의 불표시나 잘못된 표시를 초래할 염려가 있으며, 이와같은 결점을 미연에 방지하기 위해서도 결합부착 작업을 할때에는 다대한 주위를 필요로하며, 따라서 작업은 진척되지 않아 작업성의 향상도 곤란하였다.

또 상기한 광원으로부터의 빛이 상기한 액정소자쪽으로 조사되도록 빛을 도입하는 도광체를 결합부착할때의 기준구성품으로 하여서 그 도광체의 앞면쪽에 액정소자와 그 액정소자를 앞면쪽에서 누르는 압압부재를 뒷면쪽에 상기한 회로 기판을 각각 위치결정하여 고정하고, 도광체의 주연부분에 설치한 관통구멍에 상기한 도전부재를 배설한 구성의 액정표시장치로서 예컨대, 미국특허 제4247928호(1/1981 USC368/67)등이 있으나, 동광체가 액정소자등의 조명부재 및 고정부재로서의 역활을 담당하기 때문에 형상이 대형화하고 또한 복잡화(化)하여 버리며, 따라서 액정표시장치 전체의 두께가 크게되고, 또 금형설계 및 제조가 번잡하게 되어서 도광체의 본래의 사명인 조명효과의 평균화에 대하여 소망스러운 형상을 취하는 것이 곤란하였다.

본발명은 상기한 종래의 결점에 착안하여서 이루어진 것이며, 결합부착이 용이하고 또 한정확하게 행해지며, 또 구성부품의 형상의 단순한 액정표시장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본발명의 개요는, 신호전압의 인가에 의한 액정분자의 배열방향의 변화로서 빛의 투과를 제어하여 표시를 행하는 액정소자와, 상기한 액정소자를 앞면쪽에서 누르는 압압부재와, 상기한 액정소자의 조명을 행하는 조명부재와, 상기한 액정소자의 표시를 제어하기 위한 신호전압을 출력하는 구동 회로를 설치한 회로 기판과, 싱기한 액정소자의 회로 기판과의 전기적접속을 행하는 도전부재와, 상기한 각구성부품을 결합부착할대에 기준 구성부품이 되는 상자형 고정부재를 최소한 보유하며, 상기한 고정부재의 앞면에 상기한 조명부재 및 액정소자를 적층배설하고, 상기한 고정부재의 뒷면에 상기한 회로기판을 배설하며, 또한 상기한 고정부재의 주연부분에 설치한 관통부에 상기한 도전부재를 배설하도록 상기한 압압부재 및 회로기판을 상기한 고정부재에 고정한 것이다. 이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

(1)은 미터케이스 (2)내에 수납고정된 본발명에 관계되는 액정표시장치(3)를 보유하는 차량용 액정미터 장치이며, (4)는 액정표시장치(3)의 앞쪽에 위치하여 미터케이스(2)내의 표시에 불필요한 부분을 피복하여 은폐하도록 착색된 폴리 카아보네이트수치판등으로서 형성되는 마스크 플레이트, (5)는 마스크플레이트(4)의 앞쪽에서 미터케이스(2)앞면을 폐쇄하도록 투광성 아크릴 수지판등으로서 형성되는 표면판넬이며, 뒷면에 문자나 눈금등의 표시기호가 인쇄되어 있다.

액정표시장치(3)는 그 구성부품의 부착 기준부재로 되도록 폴리카아보네이트수지 등으로서 형성되는 밑바닥을 보유하는 상자형 고정부재(6), 고무패킹(7)을 개재하여 철(鐵) 등으로서 형성된 압압부재인 셀압압구(8)에 의하여 앞쪽에서 최소한 주연부분이 눌려서 고정부재(6)앞쪽으로 재치고정되는 액정소자(9), 이 액정소자(9)와 고정부재(6)와의 사이에 개재되어 액정소자(9)의 표시부분에 따라서 착색이 실시된 필터요소를 포함하는 반(半)투과성의 반사판(10), 이 반사판(10)과 고정부재(6)와의 사이에 개재되어 상기한 액정소자(9)의 표시부분에 대응하는 부분을 절결한 유리섬유 혼입지(混入紙) 등으로서 형성되는 열차단부재(11), 이 열차단부재(11)와 고정부재(6)의 사이에 개재되어 최소한 측면의 일부에 광( ) 도입부(12a)를 보유하는 아크릴수지판 등으로서 형성되어 뒤에서 설명하는 광원과 함께 조명부재를 구성하는 도광체(12), 이 도광체(12)의 앞면 및 측면을 대략 피복함과 아울러 도광체(12)의 앞면을 피복하는 부분의 상기한 액정소자(9)의 표시부분에 대응하는 부분을 절결하고 또다시 측면을 피복하는 부분의 최소한 일부를 외부에 면하게한 알루미늄판 등으로서 형성되는 방열부재(13), 고정부재(6)의 뒷면에 비스(14)등으로서 고정되어 액정소자(9)에 신호전압을 인가하기 위한 전자제품(15)등으로서 구성되는 구동회로 및 도광체(12)의 광 도입부(12a)에 발광부분을 면하게 한 광원인 램프(16)를 설치한 제1회로기판(17), 이 회로기판(17)에 철등으로서 형성된 계단모양의 부착용 각부재(18)를 개재하여 비스(19)등으로서 고정되어 도면표시하지 않는 외부 밧데리에 스위치등을 개재하여 접속되는 콘넥터(20)나 전자부품(15) 등으로서 구성되는 구동회로를 설치한 제2회로기판(21), 양 회로기판(17)(21)의 전기적 접속을 행하는 리이드선(22), 고정부재(6)의 주연부분에 설치한 관통부인 관통구멍(6a)에 배설되어 액정소자(9)의 전극의 단자와 제1회로기판(17)의 단자의 소정된 단자 사이의 전기적접속을 행하는 도전부재인 도전고무(23)로서 구성되어 있다.

액정소자(9)는 액정셀(24)과 필요에 따라서 이 액정셀(24)의 앞뒷면에 접착되는 1방향성분의 편광만 투과 가능하게하는 편광판(25)(26)으로서 이루어지며, 액정셀(24)은 투명절연성판으로 형성된 앞쪽 전극기판(27), 이 앞쪽 전극기판(27)의 내면에 표시하는 문자, 숫자, 눈금등의 기호에 따른 형상을 보유하도록 투명도진막으로서 형성된 제1전극(28), 앞쪽 전극기판(27)과 스페이서(29)를 개재하여 일정한 간격을 보유하도록 보전지지된 투명절연성판으로서 형성된 뒷쪽 전극기판(27), 이 뒷쪽 전극기판(30)의 내면에 제1전극(28)과 대향하도록 투명도전막 혹은 반사성 금속막으로서 형성된 제2전극(31), 양 전극기판(27)(30) 사이에 봉입된 액정(32), 상기한 전극(28)(31)에서 인출하여 형성된 앞쪽 전극기판(27)의 뒷면에 외부로 노출시켜서 형성된 단자(33)로서 구성되어 있다.

이 액정소자(9)의 표시동작을 설명하면 예컨대, 액정(32)으로서 정(正)의 유전이방성(誘電異方性)을 보유하고 분자의 중심의 분포가 공간적으로 일정치 않으나, 긴축이 1방향으로 나란히 정돈되어 전극기판(27)(30) 내면의 배향처리에 의하여 전극기판(27)(30)과 평행하며, 또한 한쪽의 전극기판(27)에서 다른쪽의 전극기판(31)으로 가는 사이에 축방향이 대략 90°비틀어지는 P형 스위치네마틱 액정을 사용하고, 또 편광판(25)(26)은 그 투과시키는 편광을 결정하는 편광축 방향이 직각으로 교차하는 관계로 되도록 접착하였을 경우, 단자(33)에 인가되는 신호전압에 따라서 전극(28)(31) 사이에 소정된 레벨이상의 전압이 발생하고 있지 않을때 액정(32)은 초기분자배열을 보유하고, 뒷쪽편광판(26)에서 1방향 성분의 편광으로된 빛이 액정셀(24)을 투과할때에 편광의 편광축이 대략 90°비틀어져서 앞쪽 편광판(25)에 도달하기 때문에 편광의 편광축의 편광판(25)의 편광축의 방향이 일치하여 빛은 액정소자(9)를 투과할 수 있으므로 전체가 밝게 보이는 무(無) 표시상태로 된다.

또 단자(33)에 인가되는 신호전압이 변화하여 전극(28)(31)의 소정된 중합부분사이에 상기한 소정된 레벨이상의 전압이 발생하였을때, 상기한 전압이 발생한 전극(28)(31) 부분사이에 액정(32)만 분자의 긴축이 전극기판(27)(30)면에 대하여 수직방향으로 나란히 맞추어져서, 이 분자배열이 변한 액정(32)부분만 뒷쪽 편광판(26)에서 1방향 성분의 편광으로된 빛이 액정셀(24)을 투과할때에 편광의 편광의 편광축을 비틀어지게 하지 않고 앞쪽 편광판(25)에 도달하기 때문에 편광의 편광축과 편광판(25)의 편광축의 방향이 직각으로 교차하여 빛은 액정소자(9)를 투과할 수 없으므로 밝은 바탕에 어두운 도면이 생겨서 소정의 기호를 정의표시하는 상태로 된다.

또 상기한 설명에서는 액정소자(9)의 뒷쪽에서 진행하는 빛을 이용하는 경우 즉, 투과형으로서 액정소자(9)가 사용되는 경우를 가정하여 설명하였으나, 액정소자(9)의 앞쪽에서 진행하는 빛을 이용하는 경우 즉, 반사형으로서 액정소자(9)가 사용되는 경우에 있어서도 액정소자(9)의 앞쪽으로부터의 빛은 액정소자(9)를 투과한후 액정소자(9)의 뒷쪽에서 반사되어 재차 액정소자(9)를 투과하므로 원리적으로는 동일하며, 또한 양 편광판(25)(26)의 편광축방향을 평행관계로되도록 접착하면 어두운 바탕에 밝은 도면이 발생하여 소정의 기호를 부(負)의 표시하는 상태로 된다.

또한 상기한 액정(32)으로서는 정의 유정이방성을 보유하는 네마틱액정 이의에 필요에 따라서 콜레스테릭액정, 광학활성물질, 2색성소동을 첨가하여 사용해도 좋고, 2색성색소를 첨가한 소위 게스트 호스트형 액정셀(24)을 복수개 적층형태로 배치하여 액정소자(9)를 구성하는 경우에는 편광판(25)(26)을 폐지할 수가 있다.

다음에 상기한 구성부분의 결합부착 작업에 대하여 설명한다. 방열부재(13)에 배설한 도광체(12)를 방열부재(13)가 앞쪽으로 되도록 고정부재(6)의 앞면에 배설하고, 그위에 열차단부재(11), 반사판(10)을 위치에 맞추어서 재치하며, 그위에 액정소자(9)를 재치하고, 이 액정소자(9)의 앞쪽에서 액정소자(9)의 최소한 주연부분과 맞닿게하여 고정부재(6)에 억누른는 셀 압압구(8)를 고정부재(6)에 비스 혹은 괘지구등으로서 고정한다.

그후 고정부재(6)를 뒤집어서 고정부재(6)의 주연부분에 설치한 관통구멍(6a)에 도전고무(23)를 배설하는 바, 관통구멍(6a)에는 액정셀(24)의 단자(33)가 뒷쪽으로 향하여 위치하고 있으며, 여기에 도전고무(23)의 앞쪽끝이 맞닿게 된다.

그리고 전자부품(15)이나 램프(16)등을 재치한 제1회로기판(17)과 콘넥터(20)등을 재치한 제2회로기판(21)을 각각 부착용 각부재(18)의 앞쪽 절곡부(18a)와 뒷쪽 절곡부(18b)에 배설하고, 고정부재(18)의 뒷면에 제1회로기판(17)을 비스(14)에 고정하는 바, 관통구멍(6a)에는 제1회로 기판(17)에 설치된 도면표시하지 않은 단자가 앞쪽으로 항하여 위치하고 있으며, 여기에 상기한 도전고무(23)의 뒷쪽끝이 맞닿게 된다.

이상으로서 액정표시장치(3)의 결합부착 작업이 완료하고, 이것을 미터케이스(2)내에 수납고정하여 미터케이스(2) 앞면에 마스크플레이트(4) 및 표면판넬(5)을 부착하는 것에 의하여 차량용 액정 미터장치(1)가 완성된다.

이와같이 이 액정표시장치(3)는 앞에서 설명한 바와같이 고정부재(6)을 결합부착 작업할때의 기준구성부품으로 하고, 이 소정된 위치에 차례로 다른 구성부품인 도광체(12), 방열부재(13), 열차단부재(11), 반사판(10), 액정소자(9), 도전고무(23)를 합쳐서 배치 즉, 단순히 고정부재(6)에 각 구성부품을 차례로 적층된 상태로 재치해 가는 것만으로서 전체를 결합부착하여 종료하였을때에 상기한 각 구성부품사이의 위치관계는 자동적으로 소정된 상태로되며, 앞쪽 및 뒷쪽에서 셀 압압구(8) 및 제1회로기판(17)을 각각 고정부재(6)에 부착하는 것에 의하여 상기한 구성부품을 일체적으로 고정할 수 있는 것으로서, 각 구성부품마다 다른 구성부품과의 위치관계를 확인하면서 부착하는 종래구조와 비교하여 부착작업이 크게 간소화되기 때문에 작업자의 숙련도, 시간이 모두 적어도되며 따라서 결합부착 작업할때의 작업성을 대폭적으로 향상시킬 수가 있다. 특히, 액정소자(9)의 액정셀(24)과 제1회로기판(17)의 전기적 접속을 행하는 도전고무(23)는 고정부재(6)에 설치된 관통구멍(6a)에 삽입배치하는 것만으로서 위치결정이 완료하고, 동시에 도전고무(23)의 엇갈림이나 비틀림도 방지할 수 있도록 되어있기 때문에 하등 신경을 쓰는 일없이 소정된 상태로 정확하고 또한 용이하게 설정할 수 있으며, 외부진동에 대해서도 강한 구조로 된다. 또 도광체(12)를 결합부착 작업할때의 기준구성 부품으로하는 다른 종래구조에 비교하여 도광체(12)의 두께가 작아도되고, 따라서 액정미터장치(1)가 얇은 형태로 될 수 있어 차량 인파네등에서의 부착공간이 적어도 된다는 점에서 부착이 용이하게 행해지도록 되며, 또 도광체(12)의 형상도 단순한 것으로 할 수 있기 위한 금형설계 및 제조가 용이하게되고, 또한 도광체(12)의 본래의 사명인 조명효과의 평균화에 대하여 소망스러운 형상을 취하는 것이 가능하게 된다.

또한 도광체(12)의 두께가 작게된것에 의하여 액정소자(9)의 액정셀(24)과 제1회로기판(17)의 간격도 축소되며, 따라서 도전고무(23)의 전후방향의 치수도 작게된 점에서 도전고무(23)을 부착할때의 도전고무(23)의 횡방향에의 변형이 이제까지 이상으로 적게되며, 액정셀(24)의 단자(33) 및 이것과 대향하는 제1회로기판(17)의 단자의 피치를 좁게할 수가 있어서 그 부분만큼 액정셀(24)에 설치되는 전극(28) (31)이 많이 설치되어 동일면적의 액정셀(24)이 있어도 많은 기호를 설치할 수 있는것에 의하여 액정표시장치(3)는 여러가지 복잡한 표시를 행할수가 있다.

또 액정소자(9)를 조명하는 램프(16)가 너무 액정소자(9)의 근처에 배치되는것은 램프(16)의 방열에 의하여 액정(32)의 분자배열에 이상(異常)을 발생시키게 한다는 점에서 제한을 받고, 그것 때문에 조명효률이 나쁘나, 본 실시예에 의하면 액정소자(9)와 램프(16)와의 사이에 열전도률이 양호한 재료로서 이루어진 방열부재(13)를 개재시킨것에 의하여 램프(16)에서 발생된 열은 방열부재(13)에서 앞쪽으로 나오는 것을 억제하고, 또 외부로 향하고 있는 부분에서 방산되어 액정소자(9)쪽에의 열의 전달을 양호하게 억제할 수가 있어서 액정(32)의 안정된 분자배열을 보전시킬 수가 있다.

이 경우, 방열부재(13)의 외부로 향하고 있는 부분을 형상을 표면적이 큰 요철형상으로 하는것에 의하여 한층더 방열효과를 높아지게 한다.

따라서 램프(16)는 액정소자(9)에서 멀리 떨어진 부분에 설치하지 않아도 좋고, 이 때문에 액정표시장치(3)의 두께를 이제까지 이상으로 작게할 수도 있다.

또한 상기한 싱시예에서는 방열부재(13)는, 조명부재인 도광체(12) 및 램프(16)의 앞면 및 측면을 대략 피복하고 있기 때문에 액정소자(9)의 표시하는 부분과 대향하는 도광체(12)앞면에서는 방열부재(13)의 개구부(13a)를 개재하여 빛이 조사되고, 한편 액정소자(9)의 표시에 관여하지 않는 부분과 대향하는 도광체(12)앞면에서는 방열부재(!3)가 빛을 차단하기 때문에 빛이 조사되지 못하고, 이 부분의 빛은 재차도광체(12)내부로 복귀되어 도광체(12)의 주위에서의 반사를 되풀이하여 상기한 방열부재(13)의 개구부(13a)에서 나온다. 따라서 방열부재(13)는 도광체(12)의 마스크 및 반사부재로서의 작용도 보유하여 즉, 액정소자(9)의 조명을 필요로하지 않는 부분에는 빛을 조사하지 않고 그 대신에 액정소자(9)의 조명이 필요한 부분을 조명하는 빛으로서 이용할 수 있기 때문에 조명효률을 높일 수가 있다.

이 경우 방열부재(13)의 내면 즉, 도광체(12)와 대향하는 면을 백색도료의 도표등(等) 반사성이 양호한 처리를 행하는 것에 의하여 일층 조명효과가 높아지게 된다.

또한 도광체(12)의 측면은 필요에 따라서 은(銀) 테이프등에 의하여 포위할 수도 있고, 또 아무것도 부설하지 않는 경우도 있으며, 이와같은 경우에는 방열부재(13)로서 도광체(12)의 측면을 피복하지 않아도 좋다.

또 각 구성부품을 결합부착 작업할때의 기준구성부품으로되는 고정부재(6)는 밑바닥을 보유하는 상자형 모양으로 하였든 점에서 진동에 견디는 성능이 향상하여 내부에 수납배설한 액정소자(9) 등을 안정적으로 보전지지할 수 있다.

그뿐만 아니라 고정부재(6)의 밑바닥(6b)의 바로 위에는 도광체(12)가 위치하고 있기 때문에 밑바닥(6b)의 내면 즉, 도광체(12)와 대향하는 면을 백색도료의 도표등 반사성이 양호한 처리를 행하는 것에 의하여, 종래 도광체(12)의 뒷면에 다른 부재로서 형성하여 설치하고 있었든 반사재의 작용을 부가하는 것으로 되어서 보다 조명효률을 높일 수도 있다.

또 부착용 각 부재(18)의 앞쪽 절곡부(18a)가 제1회로 기판(17)의 뒷면을 도전고무(23)의 배설방향에 따라서 누르고 있기 때문에 도전고무(23)의 반발력에 대한 제1회로기판(17)의변형을 방지할 수가 있으며, 따라서 양호한 전기접속 상태를 보전할 수가 있다.

이와같이 본발명에 의하면, 구성부품의 결합부착 작업이 용이하며 또한 정확하게 행할 수 있고, 외부진동에 대해서도 강한 구조로 되며, 도광체의 형상을 단순하게 할 수 있는 점에서 그 제조나 변경이 용이하게되고, 또 도광체의 두께를 작게할 수 있는 것에 따라 액정표시장치 전체의 두께를 작게할 수 있는 것으로 자동차나 오토바이등 차량용계기의 표시수단으로서 사용함에 편리한 액정표시장치이다.

Claims (1)

1. 신호전압의 인가에 의한 액정분자의 배열방향의 변화로서 빛의 투과를 제어하여 표시를 행하는 액정소자(9)와, 상기한 액정소자를 앞면쪽에서 누르는 압압부재(8)와, 상기한 액정소자의 조명을 행하는 조염부재(12)(16)과, 상기한 액정소자의 표시를 제어하기 위한 신호전압을 출력하는 구동회로를 설치한 회로기판(17)(21)과, 상기한 액정소자와 회로기판과의 전기적 접축을 행하는 도전부재(23)와, 상기한 각 구성부품을 결합 부착할때의 기준 구성부품으로 되는 상자형 고정부재(6)를 최소한 보유하며, 상기한 고정부재의 앞면에 상기한 조명부재 및 액정소자를 적층 배설하고, 상기한 고정부재의 뒷면에 상기한 회로기판을 배설하며, 또한 상기한 고정부재의 주연부분에 설치한 관통부(6a)에 상기한 도전부재를 배설하도록 상기한 압압부재 및 회로기판을 상기한 고정부재에 고정한 것을 특징으로하는 액정표시장치.

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