KR960002204B1 - 액정장치 - Google Patents

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KR960002204B1
KR960002204B1 KR1019900022371A KR900022371A KR960002204B1 KR 960002204 B1 KR960002204 B1 KR 960002204B1 KR 1019900022371 A KR1019900022371 A KR 1019900022371A KR 900022371 A KR900022371 A KR 900022371A KR 960002204 B1 KR960002204 B1 KR 960002204B1
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히로후미 이와모또
히사오 다지마
마꼬도 우에하라
요시히로 오니쓰까
다까오 미야모또
히로시 다까바야시
사또시 요시하라
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캐논 가부시끼가이샤
야마지 게이조오
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Abstract

내용 없음.

Description

액정장치
제1도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치의 단면도.
제2a 및 2b도는 강유전 액정패널의 적층구조의 변화를 도시하는 확대단면도.
제3도는 종래의 액정 디스플레이장치가 낙하충격을 받을 때 액정패널의 변형상태를 도시하는 단면도.
제4a 및 4b도는 본 발명의 액정 디스플레이장치가 낙하충격을 받을 때 액정패널의 특징적인 변형상태를 도시하는 단면도.
제5도는 공기완충 효과를 도시하는 특정도.
제6도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치의 제2실시예의 단면도.
제7 및 8도는 종래의 액정 디스플레이장치의 단면도.
제9도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치의 또다른 실시예의 단면도.
제10도는 본 발명의 액정 디스플레이장치가 낙하 충격을 받을 때 액정패널의 특징적인 변형 상태를 도시하는 단면도.
제11도는 제4a도와 제9도의 장치의 완충효과를 비교하는 특성도.
제12a 및 12b도는 본 발명의 액정 디스플레이 장치가 수직방향으로 낙하충격을 받을 때 현수부(지지부)에서의 특정적인 변형을 도시하는 부분 단면도.
제13도는 본 발명의 액정 디스플레이장치의 또다른 실시예의 단면도.
제14도는 종래기술의 또다른 액정 디스플레이장치의 단면도.
제15도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치의 또다른 실시예의 단면도.
제16도는 제15도에 도시된 히터의 사시도.
제17도는 패널을 따라서의 온도 분포의 그래프.
제18도는 본 발명의 액정 디스플레이장치의 또다른 실시예의 단면도.
제19도는 제18도의 히터의 사시도.
제20도는 제19도의 히터패턴의 확대도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
100,200,805,900,1500 : 액정패널 115,601,915,1514 : 탄성 부재
117,603,918,1521 : 폐쇄공간 504,1902,1903,1904 : 전극
1517,1801 : 열발생부재
본 발명은 화상 디스플레이용 액정장치에 관한 것으로서, 좀더 상세히는 강유전 액정 디스플레이장치에 관한 것이다.
지금까지는 액정패널을 제7도에서와 같은 방식으로 액정 디스플레이장치에 지지하고 있다.
제7도를 참조하면 액정 디스플레이장치는 액정이 밀봉된 액정패널(704), 편광관(705), 액정패널(704)을 전기적으로 구동시키는 회로판(702), 액정패널(704)과 회로판(702)을 전기적으로 연결시키는 고무커넥터(706), 액정패널(704)을 조명하는 백라이트(707), 액정패널을 고정시키는 프레임(700), 및 액정패널(704)과 회로판(702) 및 백라이트(707)를 결합시키는 벤딩부(701)를 포함한다.
그러나 전술한 종래의 액정패널 지지 시스템은 네마틱(nematic) 액정패널에 대하여 개발된 것이며, 강유전 액정패널이 제7도에서와 같은 방식으로 지지될 때는 아래와 같은 문제가 발생한다.
(1) 액정패널이 고착되거나 지지될 때, 작은 비틀림이 패널에 작용되지 않으므로 강유전 액정의 정렬이 변하여서 화질의 저하를 초래한다.
(2) 네마틱 액정과 비교할 때, 작은 충격이나 진동에도 충격이 액정패널에 전달되면 정렬의 변화를 일으켜서 화질의 저하를 초래한다. 정렬변화 또는 무질서는 강유전 카이럴 스메틱 페이즈(chiral smectic phase)의 특징적인 층구조의 파괴에 기인한 샌드 텍스츄어(sanded texture)로 불리운다.
전술한 문제점을 고려하여 우리 연구진은 제8도에 도시된 시스템을 이미 제안하였다(일본 특허출원 제242577/1988호).
제8도를 참조하면 이 시스템은 화상 디스플레이용 액정패널(805), 액정패널(805)을 전기적으로 구동시키는 회로판(802), 액정패널(805)과 회로판(802)을 전기적으로 연결시키는 가요성 프린트회로필름(803) 및 액정패널(805)과 회로판(802)을 지지하는데 충분한 강성을 지닌 메탈 블록 혹은 다이캐스트 등의 하우징(801)을 포함한다. 이 시스템은 또한 액정패널(805)을 고착시키는 접착제(806), 회로판(802)과 하우징(801)을 서로 전기적으로 절연시키는 절열판(804), 액정패널(805)을 조명하는 백라이트(807) 및, 분산되고 산란된 빛을 제공하도록 백라이트(807)의 전방에 배치된 분산판(808)을 더 포함한다.
제8도의 시스템에 따르면, 메탈 하우징(801)은 외적 하중을 받을 때 액정패널(805)에 어떤 변형도 일으키지 않는 것으로 사용되므로, 액정패널(805)을 안정된 상태로 확고하게 유지하고 고착 후에 외력에 의한 정렬변화 및 화질의 저하를 방지할 수 있다.
메탈 하우징을 사용하는 전술한 시스템은 정적 외력에 의한 기계적 변형에 대해서는 현저한 효과를 보이지만 충격이나 진동과 같은 동적인 외력을 받을 때는 후술하는 문제점을 일으킨다.
좀더 상세하게, 제8도를 참조하면 액정패널(805)이 접착제(806)에 의해 하우징(801)에 그 하부 주변부에 대해 고착되며 따라서 표시된 바와 같은 +Z 방향의 충격이 작용되면 그 중앙부는 주변부를 지점으로 해서 +Z 방향의 변위를 일으켜서 액정패널의 휨 변형을 초래한다.
따라서, 액정패널을 확대할 때, 휨의 크기는 특정한 값을 초과할 때까지 증가하여 정렬변화 및 화질의 저하를 일으키게 된다.
따라서 액정패널(805)의 휨을 최소화하기 위해 액정패널(805)이 백라이트(807) 위에 배치된 분산판(808)의 상부 표면에 접촉하여 휨을 억제하도록 하고 있으나 이 경우에 액정패널의 고착 후에 정렬을 위한 열처리에서 아래와 같은 문제점이 노출되었다.
카이럴 스메틱 페이즈에 사용되는 강유전 액정에서는 종래의 네마틱 액정에서와 다른 특별한 문제점을 일으킨다.
그중의 하나는 소위 "재정렬처리"의 필요성으로서 이것은 액정패널을 하우징에 고착한 후에 카이럴 스메틱 온도범위보다 더 높은 온도로 한번 가열하고, 다시 패널을 카이럴 스메틱 온도범위 내로 점진적으로 냉각시키는 단계이다.
따라서 강유전 액정이 네마틱 액정보다 더 작은 기계적 응력에서 정렬변화를 일으키고, 또한 일단 카이럴 스메틱 온도범위 이하의 결정상태로 냉각되면, 이것을 단순히 카일러 스메틱 온도범위로 재가열함으로써 카이럴 스메틱 페이즈로 복원될 수 없기 때문에 재정렬처리가 필요하다.
그러므로 만약 강유전 액정이 외부충격이나 과도한 냉각의 작용에 의해 카이럴 스메틱 페이즈의 정상정렬 상태에서 상실되면, 특징적인 층구조를 가진 카이럴 스메틱 페이즈의 정상정렬상태는 예컨대 카이럴 스메틱 온도범위 이상의 온도로 가열하고 이후에 카이럴 스메틱 온도범위로 점진적으로 냉각시키는 재정렬 처리에 의해서만 복원될 수 있다.
이러한 재정렬처리가 액정패널(805)이 백라이트(807) 위에 배치된 분산판(808)에 접촉하는 제8도의 강유전 액정장치에 적용되면, 액정패널은 백라이트(807)와 가열된 분산판(808)으로부터 큰 휨 응력을 받아서 처리를 시행하게 되는데 왜냐하면 백라이트(807)와 분상판(808)은 대체로 액정패널(805)보다 훨씬 큰 열팽창 계수를 가진 플라스틱 재료로 제조되기 때문이다.
만약 액정패널(805)이 재정렬 처리를 위한 가열중에 다른 상태를 갖게 되고 이후에 점진적으로 냉각된다면, 강유전 액정은 재정렬처리 후에라도 특징적인 카이럴 스메틱 층구조를 다시 가질 수 없고, 그에 따라서 액정패널의 정렬제어가 실패하게 된다.
제8도의 메탈 하우징(801)의 사용은 플라스틱 하우징에 비해 높은 제작비용 및 무거운 중량 등의 문제점을 일으킨다.
강유전 액정특유의 또다른 문제점은 이것은 종래의 네마틱 액정보다 더 민감하게 온도변화에 따라 좌우되는 스위칭 임계 특성치와 반응속도 특성을 가진다는 것이다.
전술한 문제점을 해걸하고, 재정렬 처리를 위한 가열을 위해 제14도에서와 같은 내부 히터를 가진 액정 디스플레이 장치가 제안되었다(일본 공개특허 237521/1989). 제14도를 참조하면, 이 장치는 강유전 액정이 밀봉되고 상부 편광판(1407)과 하부 편광판(1408)이 접착제에 의해 접착됨으로써 고착된 액정패널(1401)을 포함하고 이 패널(1401)은 지지부재(1409)에 의해 지지된다. 액정패널(1401)을 조명하는 백라이트(1403)와 백라이트(1403)의 전방 측면에 접착된 평면가열부재(1402)를 더 포함한다.
평면가열부재(1402)는 글라스판의 하나의 표면의 전체에 배치된 투명전극과 투명전극의 양측에 전기전도점을 도포함으로써 형성되는 한쌍의 리드-인(lead-in) 전극으로 구성된다.
액정장치는 액정구동회로 및 가열부재 제어회로는 구성되는 리드선(1406)을 통해 액정패널(1401)에 연결되고 리드선(1401)에 의해 평면가열부재(1402)에 연결되는 회로판(1404)을 더 포함하고 있다.
평면히터(1402)로부터의 발열량은 액정패널(1401)에 부착된 온도센서(1405)로부터의 온도신호에 따라 회로판(1404)상의 가열부재 제어회로에 의해 제어된다.
그러나 전술한 바와 같은 히터를 가진 액정 디스플레이장치는 아래와 같은 문제점을 가진다. 히터가 백라이트와 같은 다른 부재에 접촉하므로 이러한 부재에 의한 열흡수는 발열 효율을 낮추게 되고 큰 온도분포를 초래한다.
특히, 히터의 주변부가 노출되므로 열발산은 더욱 제고되어 주변부 온도를 낮추어서 액정패널의 확장에 걸친 온도편차를 크게하여 온도에 크게 지배되는 스위칭 특성을 가진 강유전성 액정패널의 전체 확장에 대한 균일한 화상을 디스플레이하기가 곤란하다.
더욱이, 더 높은 온도를 요구하는 재정렬처리에 있어서는 아래와 같은 문제를 야기한다. 재정렬을 위해서는 강유전 액정을 대체로 70℃ 내지 90℃의 온도인 콜레스테릭 페이즈(cholesteric phase)나 아이소트로픽(등방성) 액체 페이즈를 주는 온도로 가열하는 것이 필요하다. 한편, 편광판(플라라이저)은 일반적으로 70℃ 내지 80℃ 의 낮은 온도에서만 내구적이고 플라스틱 부품을 사용하는 백라이트도 또한 열에 약하다.
편광판이나 백라이트가 히터에 접촉하거나 가까이 배치된 제14도의 장치에서는 편광판의 온도나 백라이트 부재의 온도가 내구온도에 근사하거나 초과하게 되므로 이들 부재는 변형되거나 박리되거나 또는 기포를 형성하기 쉽다. 더욱이 편광판은 편광축방향(제조과정에서 필름이 신장방향)으로 가열시에 열수축되고 이것이 직접 액정패널에 작용되어 온도상승시에 액정패널에 기계적 비틀림이 초래되고, 따라서 스위칭 임계특성의 정렬결함 또는 변화를 일으켜서 균일한 화상형성에 실패하게 된다.
더욱이, 제14도의 액정패널은 낙하충격이나 진동 등의 외부의 기계적 힘에 의해 적절히 보호되지 않아서 외부응력이 액정패널에 작용할 때마다 정렬결함 등이 발생하기 쉬우므로 정렬결함을 보정하기 위해 빈번한 재정렬처리가 요구된다. 따라서 액정 디스플레이장치의 유지관리는 복잡해지고 재정렬처리를 위한 빈번한 가열은 편광판 등의 부재의 열화를 촉진시켜서 디스플레이 장치의 수명을 단축시키게 된다.
본 발명의 목적은 액정패널이 낙하충격이나 진동 등의 동적인 외부하중 혹은 외력을 받을 때 발생하는 굽힘변형, 정렬변화 또는 무질서, 화질저하 등의 면에서 개량된 액정 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 개선된 신뢰성을 가진 액정 디스플레이장치를 제공하는 것이다.
본 발명에 따르면, (a) 각각 적극을 구비한 한쌍의 기판과 기판 사이에 배치된 액정으로 구성되는 액정 패널, (b)액정패널을 지지하는 프레임을 가진 지지부재 및, (c) 액정패널, 지지부재 및 탄성부재로 거의 밀폐된 폐쇄공간을 한정하도록 부동상태에서 액정패널을 지지부재의 프레임에 고착하는 탄성부재로 구성되는 액정 디스플레이장치가 제공된다.
본 발명에 따른 액정 디스플레이장치가 낙하충격 등의 동적인 외부하중을 받으면, 거의 폐쇄된 공간의 공기완충 효과에 의해 액정패널의 굽힘변형이 경감되어 불리한 정렬변화와 화질저하가 방지된다.
본원 발명의 이들 목적이나 다른 목적, 특징 및 장점들은 첨부도면과 함께 설명되는 본원 발명의 바람직한 실시예를 고려함으로써 보다 명백히 알게 될 것이다.
제1도는 본 발명의 액정 디스플레이장치의 제1실시예의 단면도이다. 제1도를 참조하면, 액정 디스플레이장치는, 액정(상세하게 도시되지 않음)이 배치되어 있는 한쌍의 대향으로 배치된 글라스 기판(101,102)을 구성하는 액정패널(100), 상부 프리즘(103), 하부 프리즘(104), 액정패널(100)을 구동시키기 위한 회로판(106), 및 회로판(106)과 액정패널(100)을 전기적으로 연결하기 위한 가요성 프린트 회로 필름(105)을 포함하고 있다.
이 장치는 액정패널(100)을 지지하기 위하여 글라스로 제조되며 그 위에 고무타입의 접착제가 고착될 패널의 하부측의 전체 주변을 따라 도포된 지지기판(107)을 더욱 포함한다.
예컨대 플라스틱의 하우징(108)은, 액정패널(100), 패널지지기판(107) 및 회로판(106)을 확고하게 지지하기 위하여 배치되며, 패널지지기판(107)의 에지와 하우징의 윈도우 프레임(108-1) 사이에서 있게 되는 개구부는, 예컨대 고무타입의 실리콘 접착제를 탄성 또는 탄성중합체 부재(115)로 포장된다.
여기에서, 탄성부재는 실질적으로는 탄성변형을 일으키는 부재이며 바람직한 것은 액정패널과 거기에 연결된 프레임이다.
더욱이, 이 장치는 액정패널(100)을 조명하기 위한 백라이트(109)와 빛을 백라이트(109)로부터 산란발산광으로 변환시키기 위한 분산판(110)을 포함하고 있다. 백라이트 내측에 배치된 램프, 반사판 등등은 도면의 간략을 위하여 생략되었다. 예컨대, 글라스의 격판(118)은 분산판(110)에 의해서 지지된 그 하부표면과 하우징의 윈도우 프레임(108-1)에 맞닿는 그 상부 주변부분에 배치되어 있다. 격판(118)은 백라이트(109) 및 확산판(110)에 의해서 지지되므로 +Z 방향으로 변위되지 않는다.
거의 폐쇄된 공간(117)은, 패널지지기판(107), 하우징 윈도우 프레임(108-1), 격판(108) 및 탄성부재(115)에 의해서 형성되고, 작은 보어 또는 구멍(116)을 통해서 외부대기를 전달하고 있다.
보호 글라스판(111)은 백라이트(109)와 하우징(108)의 바닥측을 덮고 있는 하부커버(113)에 대향하여 배치된 상부커버(112)의 윈도우 프레임에 결합된다. 상부커버(112)와 하부커버(113)는 서로 나사결합(도시되지 않음)되고 소음을 감소시키기 위하여 회로판(106)의 접지에 연결되어 있다.
액정 디스플레이장치의 상시 설명한 제1실시예의 특징은 이하에서 설명되며, 먼저 화질을 저하시키는 정렬의 저하가 설명된다.
제2a도는 제1도에 도시된 액정패널(100)에 대응하는 액정패널(200)의 개략적 확대단면도이다. 제2a도를 참조하면, 액정패널(200)은 한쌍의 1.1㎜ 두께의 글라스판 사이에 끼워진 약 1.4미크론의 두께를 가진 층에 배치된 강유전 액정(201)을 포함하고 있으며 강유전 액정(201)은 각각 강유전 액정(201)을 구동시키기 위한 약 1500Å 두께의 ITO(In2O3-SnO2) 전극필름(204,205)과 강유전 액정(201)의 정렬을 유지시키기 위한 약 100Å 두께의 폴리이미드 정렬필름(206,207)을 각각 구비하며, 그 결과로서 도시된 바와 같이 중앙부분에서 만곡부를 가진 사각층 구조로 가정된다.
그 다음에, 액정패널(200)이 외부에 기계적 힘을 Z 방향으로 수용하면, 패널(200)은 변형되고 이 변형이 일정한 값을 초과한다면, 강유전 액정의 층구조가 붕괴되어 샌드 텍스츄어와 같은 정렬결함을 야기시킨다. 화상이 이러한 상태로 디스플레이된다면, 강유전 액정(201)의 정상변환특성이 감소되어 양질의 화상을 형성할 수 없게 된다.
액정패널의 실제지지구조에 있어서는 액정층구조의 붕괴를 수반한 패널의 변형이 국부의 굽힘변형으로 발생되기 쉽다.
즉, 균일한 굽힘변형을 받는 영역은 국부의 굽힘변형을 일으키는 영역과 비교하여 액정층구조의 붕괴가 쉽게 야기된다.
제3도는, 제8도에 도시된 종래의 액정 디스플레이장치가 +Z 방향으로 낙하충격을 받았을 때, 액정패널(805)의 굽힘변형을 도시하고 있다.
동일한 참조번호는 제3도와 제8도에서의 동일한 부재를 표시하고 있다. 액정패널(805)은 초기상태에 비하여 중앙부분(C)에서 Z 방향으로 크게 변위를 야기시키고 접착제(806) 바로 위의 부분(A)은 지점으로서 기능하고 변위되지 않는다.
액정패널(805)의 전체 연장부를 따라, 단위면적(만곡부의 최소반경)당 최대 굽힘변형은 샌드 텍스츄어 같은 정렬결함이 발생하는 지점(B) 또는 근처에서 발생한다. 이러한 액정패널 지지상태에 따라, 더 큰 굽힘 변형이 발생되어 액정패널 크기가 확대됨으로써 충격저항을 더 낮게 한다.
다른 한편으로, 본 발명의 실시예에서는, 액정패널이 거의 폐쇄 공간을 형성하기 위하여 부동 또는 현수 상태로 탄성부재에 의해서 하우징의 윈도우내에서 지지되어, 액정패널이 충격을 받았더라도 공기완충 효과 때문에 대단히 작은 굽힘변형을 야기시키며, 이에따라 샌드 텍스츄어 같은 정렬결함의 발생을 방지한다.
제4a와 제4b도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치가 낙하충격을 +Z 방향으로 수용될 때, 액정패널의 특성굽힘변형을 예시할 목적으로 탄성부재(115)에 의해서 지지된 패널지지기판(107)의 상태를 개략적으로 도시하고 있다. 액정패널(100)은 접착제(114)에 의해서 패널지지기판(107) 위에 고착되고 따라서 패널지지기판(107)의 변형에 대체로 순응한다.
먼저, 제4a도는 낙하충격이 +Z 방향으로 장치에 가해지면, 백라이트(109), 분산판(110) 및 격판(118)을 제1도에 도시된 액정 디스플레이장치의 실시예로부터 제거함으로써 형성된 장치내에 예컨대 거의 폐쇄된 공간(117)이 없는 패널지지기판(107)의 굽힘변형상태를 도시하고 있다.
부수적으로, 상부커버(112), 하부커버(113), 및 보호 글라스판(111)은 또한 도면의 간략을 위하여 생략되었다. 이 경우에 있어서, 탄성부재(115)가 +Z 방향으로 큰 변형을 야기시켜 패널지지기판(107)의 큰 굽힘변형이 있게 된다.
그 다음에, 제4b도는 이 실시예의 액정 디스플레이장치가 +Z 방향으로 유사한 낙하충격을 받을 때 패널지지기판(107)의 변형상태를 도시하고 있다.
이 경우에 , 거의 폐쇄된 공간(117)이 패널지지기판(107)에 균일하게 영향을 미치기 위하여 공기완충기로서 기능하여, 굽힘변형이 더 작게 되며 그 위에 액정패널의 굽힘변형이 대응적으로 더 작게되어 개량된 충격 저항으로 귀착된다.
제5도는 특성도이며 여기에서 굽힘변형과 낙하충격 사이의 관계가 공기완충 효과를 설명하기 위하여 제4a도와 제4b도에 도시된 각각의 케이스에 대해 측정된 데이터를 기초로 하여 도시되어 있다.
측정에 사용된 액정패널은 수직으로 300㎜, 횡으로 250㎜로 측정된 2개의 1.1㎜ 두께의 판을 포함하고 있으며, 패널지지기판의 크기는 액정패널의 것과 거의 동일하다, 여기에서, 굽힘변형(×)은 ×=A-B로 표시되며, A와 B는 끝에서 지점(a)과 상대적인 초기위치에서 +Z 방향으로의 패널지지기판(107)의 중심에서의 지점 (b)의 변위 값을 각각 표시하고 있다. 제5도에서, 마크(●)는 샌드 텍스츄어가 나타난 것을 표시하고 마크(○)는 결함이 발생되지 않아서 양질의 화상을 제공한 것을 표시하고 있다.
제5도로부터, 정렬결함이 2.5㎜ 또는 그 이상의 굽힘변형(×)에서 발생되며 굽힘변형이 이 실시예에서 공기완충 효과에 의해서 억제되며, 이에따라 충격저항의 현저한 증가로 귀착된다는 것은 이해될 것이다.
상기 설명된 바와 같이 이 실시예에서 거의 폐쇄된 공간(117)은 공기완충 효과을 얻기 위하여 본질적으로 필요하지만 완전한 기밀공간을 필요로 하지 않는다. 따라서, 상기 언급된 공기완충 효과 또는 기능은 작은 공기누출 보어 또는 갭이 존재하더라도 얻어진다.
이것이 낙하충격이 통상 약 6-11msec의 짧은 주기동안에 기능하기 때문이다. 작은 보어와 같은 공기누출구멍은 완전한 기밀공간보다도 오히려 존재하는 것이 바람직하다. 이것은 액정 디스플레이장치가 공기로 전달될 때 상당히 감소된 압력하에서 놓이기 때문이다. 이러한 감소된 압력하에서, 완전한 기밀공간은 공기의 현저한 팽창이 야기되어 액정패널의 굽힘변형을 야기시킨다.
본 발명의 액정 디스플레이장치에 제공된 작은 보어 또는 구멍은 그 크기, 위치, 형상 및 개수에 대해서 임의적으로 설계될 수 있으며 그러나 하우징내에 제공되지 않아도 되며 굽힘변형 매개변수 ×가 ×＜2.5㎜를 만족하는 한 백라이트측상에 있을 수 있다. 서로다른 액정패널 크기의 경우에는 작은 보어가 공기완층 효과를 제공하는 범위내에서 임의적으로 설계될 수 있다.
상기에 있어서는 거의 폐쇄된 공간(117)의 공기완층의 기능은 +Z 방향으로의 낙하충격에 대해서 설명되었지만 거의 폐쇄된 공간(117)도 그 성질에 비추어 -Z 방향으로의 낙하충격에 대해서 효과적이다.
따라서, 액정패널(100)이 +Z 방향으로의 충격으로 인한 변형을 받는 경우라도, 거의 폐쇄된 공간(117)은 억압된 팽창부를 통해서 액정패널의 전체 연장부에 걸쳐서 균일하게 굽힘변형을 억압하는 기능을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 액정 디스플레이는 강유전 액정패널이 최소의 저항인 ±Z 방향으로의 낙하충격에 효과적일 뿐만 아니라 진동에 대해 유사한 효과도 나타난다.
더욱이, 본 발명이 구조에 따라, 액정패널(100)이 하우징(108) 위에 고착되지 않아서, 액정패널의 정렬저하가 종래의 장치에서 만큼 하우징(108)의 기계적 강도에 좌우되지 않는다. 또한, 액정패널은 이하에 기술되는 바와 같이 재정렬 처리의 시기에 휨 응력을 공급받지 않는다.
따라서, 금속 하우징 보다도 더 작은 강도를 가진 플라스틱제의 하우징이 사용될 수 있다. 더욱이, 제8도에 도시된 종래의 장치에 사용된 절연판(804)은 이 실시예에서 요구되지 않는다. 상기 실시예에 있어서, 고무타입의 실리콘 접착제는 탄성부재(115)를 구성하는데 사용되지만, 다른 고무 또는 탄성재질도 그 대신에 사용될 수 있다.
제6도는 본 발명의 제2실시예를 도시하고 있고 여기에서 동일한 참조번호는 제1도에서와 같은 동일한 부재를 표시한다. 이 실시예에 있어서는 탄성부재(601)가 패널을 지지하기 위하여 액정패널(100)의 하부주변 표면부분에 직접 접촉한다. 더욱이, 분산판(110)은 또한 제1도에서의 격판(118)으로서 기능한다. 이 경우에는 분산판(110)이 Z 방향으로 변위되지 않도록 백라이트에 의해서 지지된다. 더욱이, 백라이트(602)는 제1도에 도시된 실시예서의 하우징(108)과 일체로 플라스틱으로 만들어진다.
이 결과로서, 거의 폐쇄된 공간(603)은, 액정패널(100), 백라이트의 개방 윈도우 프레임(602-1) 및 탄성부재로 형성된다. 제1실시예에서와 같은 유사한 효과는 상기 구조에 따라 얻어질 수 있다.
이 실시예에 따라, 제1도에 도시된 패널지지기판(107), 격판(108) 및 하우징(108)은 생략되거나 또는 다른 부재와 함께 일체로 형성되었으며, 이에 따라, 요구된 부품의 수는 감소되어 경제적 생산 및 더 얇고 더 가벼운 무게의 액정 디스플레이장치를 허용하게 된다.
상시 실시예는 강유전 액정에 대해서 설명되었지만 이 실시예의 패널지지 구조도 네마틱 액정을 적용할 수 있다.
더욱이, 이 실시예는 트랜스미션 타입의 액정 디스플레이이 장치로 제한되지 않고 반사 타입의 액정 디스플레이장치로서 형성될 수 있으며, 백라이트(108 또는 602)는 조명기능이 없는 지지부재에 의해서 교체된다.
본 발명이 바람직한 실시예에서는, 액정패널, 프린트 회로 필름(TAB 필름) 및 구동시키기 위한 회로판이 패널정착판에 배치되어 있으며, 이 패널정착판이 탄성부재에 의해서 지지부재의 개구부내에서 부동 또는 현수 상태로 지지되어 그 아래 및/또는 위에 거의 폐쇄된 공간을 형성하게 된다.
이러한 실시예에 따라, 액정 디스플레이장치가 낙하충격과 같은 동적 외부하중을 받을 때 액정패널의 굽힘변형이 공기완충 기능으로 인해 경감되어 정렬저하 및 화질저하를 방지할 뿐만 아니라, 프린트 필름과 구동시키기 위하여 액정패널에 전기적으로 연결된 회로판이 패널정착판의 매체에 의해서 액정패널의 변위를 충분하게 제한할 수 있어서, 프린트 필름 패턴의 파손이 방지되어 안정한 디스플레이를 제공한다. 부수적으로, 본 발명은, 액정패널, TAB-IC, 및 프린트 회로기판이 분리부재로서 구성되고, 구동 IC와 그 주변회로가 액정패널상에 직접 형성된 구조, 예컨대 COG(칩온-온-글라스)에 적용가능하지 않을 경우에, 대부분 효과적인 해결을 제공한다.
상기 설명된 바와 같이, 제1도에 도시된 액정 디스플레이장치의 실시예에서는 액정패널(100)이 패널지지기판(107)에 고착되며, 프린트 회로 필름(105)을 통해서 액정패널(100)에 전기적으로 연결된 회로판(106)은 하우징 (108)에 고착된다. 이 장치가 충격과 진동과 같은 동적 외부하중을 받을 때, 이 장치는 다음의 문제점을 포함하고 있다는 것이 발견되고 있다.
보다 상세히는, 제1도를 참조하면, 액정패널(100)이 패널의 하부주변 표면부분에 도포된 접착제(114)에 의해서 패널지지기판(107)에 고착되어, 액정패널이 이러한 충격을 수용할 때 충격방향으로 변위된다.
우리의 실험에 따라, 100G의 충격가속이 작용될 때, 변위의 길이는 전극 리드 아웃 또는 액정패널(100)의 테이크 아웃 부분에서 각각 ±Y 방향(도면에 대해 수직으로 정의함)으로 4.5㎜와 ±Z 방향으로 2.5-3㎜이다.
하지만, 회로판(106)의 변위는 그것이 하우징(108)에 고착되었기 때문에 100G의 충격을 받았더라도 거의 0㎜이다. 그 결과로서, 액정패널(100)과 회로판(106)을 전기적으로 연결하는 프린트 회로 필름(105)은 6-11msec의 짧은 시간동안에 최대로 4.5㎜로 신장 또는 접촉되는 것이 바람직하다.
하지만, 프린트 회로 필름(105)의 패턴이 두께에 있어서 약 20미크론 또한 폭에 있어서 200미크론의 쿠퍼포일(foil)로 형성되고 기계적으로 열등함에 따라, 이 패턴은 충격 및 진동 테스트를 하는 중에 쉽게 파손되며, 따라서 디스플레이를 제공하는 데 실패하게 된다.
상기 문제를 해결하는 본 발명의 실시예는 제9도를 참조하여 설명될 것이며, 이것은 본 발명에 따라 액정 디스플레이장치의 바람직한 실시예를 도시하고 있다.
제9도를 참조하면, 액정 디스플레이장치는, 액정패널(900)을 포함하며, 액정(상세하게 도시하지 않았음)이 한쌍의 대향으로 배치된 글라스 기판(901,902) 사이에 배치되고, 상부 프리즘(903), 상부 프리즘(903)이 부착된 상부 프리즘 글라스판(904), 하부 프리즘(905), 하부 프리즘(905)이 부착된 하부 프리즘 글라스판(906), 액정패널(900)을 조명하기 위한 백라이트(907), 백라이트(907)의 불균일한 조명을 개량하기 위한 라이트 커튼(908), 조명광을 백라이트로부터 산란 분산광으로 전환시키기 위한 분산판(909)을 포함하고 있다. 백라이트(907) 내측에 배치된 램프, 반사판 등등은 도면의 간략을 위하여 생략하였다.
디스플레이 장치는 액정패널(900)을 구동하기 위한 회로판(911), 회로판(911)을 액정패널(900)의 전극부에 전기적으로 연결하기 위한 예컨대 TAB(테이프 자동본딩)의 프린트 회로 필름(910), 액정패널(900) 및 회로판(911)을 고착하기 위한 예컨대 플라스틱의 패널고착판(912), 패널(900)을 패널고착판(912)에 본딩하기 위한 액정패널(900)의 상부 둘레면의 전체둘레부(특히 액정 시일링부의 영역에서)상에 적용된 고무타입 접착제(913), 패널지지판(912)을 지지하고 백라이트 프레임 부재(961) (상세히 도시않은 연결부재와 함께)에 연결되기 위한 개구부를 가진 지지부재(914), 지지부재(914)의 개구부 프레임부와 패널지지판(912)의 둘레 끝과의 사이에서 포장된 예컨대 고무타입 실리콘 접착제의 탄성부재(915), 백라이트(907)의 반사부(상세히 도시않음)로 구비되고 하부 편광기 글라스판(906), 분산판(909), 광막(908) 및 지지부재(914)를 고착시키도록 설치된 백라이트 프레임 부재(916), 예컨대 2중면 피복 접착타입에 의하여 상부 편광기 글라스판(904)을 고정시키기 위한 예컨대 나사(도시않음)에 의하여 지지부재(914)에 고정된 예컨대 플라스틱의 커버(917), 액정패널(900), 접착제(913), 패널고착판(912), 탄성부재(915), 지지부재(914), 백라이트 프레임 부재(916) 및 하부 편광기 글라스판(906)에 의하여 형성된 거의 폐쇄된 공간(918) 및 이 폐쇄공간(918)을 외부 대기와 연결시키고, 전기신호를 회로판(911)에 공급하도록 와이어 케이블을 통과시키는 작은 구멍(919)을 더 포함하고 있다.
이러한 바람직한 실시예의 특징적 면은 화질을 저하시키는 액정패널(900)의 변형과 함께 시작하여 기술될 것이다.
제10도는 제9도에 도시한 액정 디스플레이장치가 +Z 방향으로 낙하충격으로 공급되었을 때, 액정패널(900)의 변형상태를 도시하고 있다.
제9 및 10도에서 동일부재를 나타내는 동일 참조번호 및 설명하기에 불필요한 몇몇 부품은 제10도에서 도시한 것으로부터 생략한다.
제10도를 참조하면, +Z 방향으로 낙하충격으로 공급될 때, 액정패널(900)은 백라이트(907)에 도달한다. 이와 동시에, 부동상태에서 패널고착판(912)을 지지하는 탄성부재(915)는 가장 큰 굽힘변형을 일으키고, 패널고착판(912) 및 액정패널(900)의 변위는 지지부재(914) 및 백라이트 프레임 부재(916)에 의하여 한정된 거의 폐쇄공간(918)의 공기완충 효과에 의하여 억압된다.
결과적으로 실험에 따르면, 액정패널(900) (세로 376㎜ 및 가로 315㎜에 달하는 3.0㎜ 두께의 플라스틱 패널고착판과 함께 사용되고 제4b도에서의 크기와 동일 크기를 가진)은 제11도에서와 같이 제4b도를 참조하여 설명한 패널보다 훨씬 더 작은 변형을 보였다.
상기한 바와 같이, 이 실시예에서 거의 폐쇄된 공간(918)은 공기완충 효과를 얻는데 중요하지만, 완전하게 기밀될 필요는 없다.
따라서, 회로판(911)에 전기신호를 보내기 위하여 와이어 케이블을 정렬시키기 위한 소구경도관(919)은 문제점없이 제공될 수 있고, 작은 구멍 또는 통로는 상기한 바와 같은 동일 이유로 오히려 제공되어야 한다.
공기완충 효과는 액정패널(900)의 변형을 억압하기 위하여 +Z 방향으로 충격에 대해서 처럼, -Z 방향으로 낙하충격에 대해서 가시화된다. 유사한 효과는 진동에 대해서도 얻어지고, 따라서 화질 저하는 방지된다.
다른 특징과 같이 프리트 회로 필름(910) 상에서의 패턴 붕괴 방지가 이후에 설명된다. 제10도를 참조하면, 액정패널(900)은 고무타입접착제(913)에 의하여 패널고착판(912)의 전체 둘레에 접착되고, 회로판(911)은 패널고착판(912)에 나사결합된다. 결과적으로 액정패널(900)이 백라이트(907) 쪽으로 변위되지만, 회로판(911)은 도면에서 도시한 바와 같이 또한 변위를 따라가고, 이 결과로 충분히 작은 응력만이 프린트 회로 필름(910)에 작용된다.
본 출원인의 실험에 의하면, 액정패널(900)과 프린트 회로 필름(910)과의 사이의 연결과 회로판(911)과 프린트 회로 필름(910)과의 사이의 연결과의 사이의 변위에서의 차는 +Z 방향으로 100G의 낙하충격에 대해서 약 0.3㎜이였다. 값이 제로가 아닌 이유로 패널고착판(912)이 약간 경사졌기 때문이다.
그러나 본 출원인에 의하여 사용된 프린트 회로 필름(110)의 패턴은 이러한 수준의 변위차에 의하여 붕괴되지 않으며 신뢰성의 관점에서 어떠한 문제점도 없다.
-Z 방향으로서 변형에 대해서, 액정패널의 변위는 공기완충 효과에 의하여 억압되고, 액정패널(900)과 회로판(911)과 함께 프린트 회로 필름(910)의 연결간의 변위차는 100G의 낙하충격에 대해서 약 0.3㎜이 었다.
제12a 및 12b도는 다른 방향 예컨대 -X 방향으로서의 낙하충격에 대해서 변형상태를 도시하도록 표현되고, 여기서 제12a도는 초기상태를 제12b도는 충격중의 상태를 도시하고 있다. 이 방향으로의 충격이 작용될 때, 제2a 및 2b도를 참조하여 설명된 바와 같이 정렬 결함을 이끄는 휨변형은 용이하게 발생하지 않으나 패널고착판(112)의 큰 변위(본 원인의 실험에 따르면 100G의 충격에 대해서 2.4㎜)가 발생되고, 이것은 공기완충 효과가 예상되지 못했기 때문이고, 이것에 의한 탄성부재(915)는 제12b도에 도시한 바와 같이 연장되는 반면에 대향끝에서 탄성부재(915)는 수축(도시않음)을 일으킨다. 그러나, 프린트 회로 필름(910)이 주시될 때, 회로판(911)과 액정패널(900)과의 사이의 간격은 양 부재가 패널고착판(912)에 고정되기 때문에 변경되지 않는다.
더욱이, ±Z 방향으로 낙하충격으로부터와는 달리, 패널고착판(912)과 액정 패널(900)과의 사이의 평행관계에 있어서의 어떠한 변화도 일어나지 않아, 어떠한 외부응력도 프린트 회로 필름(910)에 작용되지 않는다. 이러한 것은 예컨대 +Y 또는 ±Y와 같은 다른 방향으로 외부 충격의 경우에 사실적으로 유지된다.
상기한 바와 같이, 이 실시예에 따르면, 액정패널(900), 프린트 회로 필름(910) 및 회로판(911)은 지지부재(914)의 개구부 또는 윈도우 내에서 부동상태로 고정되고, 정렬저하의 가능성을 줄이고 종래 장치와 비교하여 시장에서의 사용자의 조작 및 생산중의 기계적 외부부하의 작용하에 패턴전극 붕괴를 줄인다.
보다 중요한 것은, 본 발명의 액정 디스플레이장치가 낙하충격 및/또는 진동하에 위치할 때라도 매우 높은 신뢰성이 정렬저하 및 패턴전극 붕괴에 대해서 얻어진다. 상기 실시예에서, 고무타입 실리콘 접착제는 탄성부재(915)를 구성하도록 사용되지만, 다른 고무 또는 탄성재질이 대신 사용될 수 있다.
제13도는 본 발명의 더욱 바람직한 실시예를 도시하고, 유사한 참조번호가 제9도에서와 같이 유사한 부재를 나타낸다.
이 실시예에서, 상부 편광기(903) 및 하부 편광기(905)는 액정패널(900)에 직접 작용되어, 커버(917), 상부 편광기 글라스판(904) 및 하부 편광기 글라스판(906)이 더 얇고 가벼운 장치를 제공하도록 생략된다.
더욱이, 알루미늄과 같은 금속의 더 얇은 패널고착판(912-a)이 사용되고 접착제(913-a)가 액정패널(900)의 측면의 전체 둘레를 따라서 0.1 내지 0.5㎜의 폭에 작용된다. 여기서, 접착제는 프린트 회로 필름상에 전극 패턴의 붕괴를 방지하도록 회로판(911-a)과 액정패널(900)과의 사이에 변위차를 최소화하도록 소폭에 작용한다.
탄성부재(915-a)는 접착제에 의해서가 아니라 돌출형 실리콘 고무에 의하여 이루어지며 양끝은 백라이트 프레임 부재(916)와 일체적으로 형성된 지지부재(916-a) 및 패널고착판(912-a)에 가압함으로써 결합된다.
여기서, 고무타입 탄성부재는 백라이트 프레임 부재(916)가 부동상태에서 패널지지판(912-a)을 지지하기 위하여 지지부재(916-a)와 일체적으로 형성될 때 제9도에서와 같이 탄성부재(915)를 형성하도록 접착제의 적용에 난점을 피하기 위하여 사용된다.
지지부재(916-a) 및 백라이트 프레임 부재(916)의 일체적 형성은 생산비를 줄이고 공정을 향상시키기 위하여 부품수를 최소화하도록 수행된다.
더욱이, 패널고착판은 액정패널(900)로서 유사한 두께로 충분한 강도를 제공하도록 금속으로 형성된다. 생산비에서의 감소를 위하여 패널고착판(912-a)과 탄성부재(915-a)를 일체적으로 형상하는 것이 또한 가능하다.
이 경우에, 패널고착판은 형상중에 열저항의 관점에서 금속으로 이루어지는 것이 바람직하다.
이 구조에 따르면, 제9도의 실시예에서와 같이 동일한 효과가 탄성부재(915-a), 거의 폐쇄된 공간(918)의 공기완충기능, 및 액정고착판(912-a) 및 회로판(911-a)을 패널고착판(912-a)에의 고착에 의하여 가요성 지지구조 또는 부동 또는 현수지지구조에 의하여 얻어진다. 이와 동시에, 제13도에 도시한 실시예에서, 패널고착판(912-a)을 접촉하는 회로판(911-a)의 정면은 금속의 패널고착판에 의하여 부하요소와의 사이 및 패턴전극과의 사이에서 누전발생을 방지하기 위하여 전기적으로 절연된다(상세히 도시않음). 더욱이, 리드와이어 케이블(920)은 제9도의 실시예에서 측면대신에 이 실시예에서의 장치의 하부면에 설치된 작은 구멍(919)을 통하여 회로판(911-a)에 연결된다.
거의 폐쇄된 공간과 외부 대기와의 사이의 전달을 허용하는 부분은 임의의 부분에 배치될 수 있는 것을 의미한다.
상기 실시예는 충격 저항에서의 개량면에서 주로 강유전 액정을 참조하여 설명될 것이다. 이 실시예의 패널지지구조는 네마틱 액정에 또한 적용될 수 있다. 더욱이, 이 실시예는 트랜스미션 타입 액정 디스플레이장치에 제한되지 않으나 반사 타입 액정 디스플레이장치로서 형성될 수 있고 여기서 제12 또는 13도에서 백라이트(907)는 조명기능이 부족한 지지부재에 의하여 재위치된다. 더욱이 거의 폐쇄된 공간을 제공함으로써 얻어진 상기 효과는 거의 폐쇄된 공간을 액정패널(백라이트 측상에서) 아래로 배치함으러써 뿐만 아니라 액정패널위로 배치함으로써, 예컨대 액정패널(900), 패널고착판(912), 상부커버(917), 상부 편광기 글라스판(904), 탄성부재(915) 및 접착제(913)에 의하여 형성된 공간으로서 거의 폐쇄된 공간을 형성함으로써 얻어질 수 있다. 유사한 효과는 이러한 거의 폐쇄된 공간이 액정패널 위아래에 형성될 때라도 얻어진다.
본 발명의 다른 바람직한 실시예에서, 히터는 히터에 따른 온도차를 최소화하도록 액정패널보다도 어떤 다른 부재와 접촉하지 않도록 배치된다.
더욱이, 히터 및 액정패널은 액정 디스플레이장치내에서 거의 폐쇄된 공간을 형성하도록 탄성부재에 의하여 부동 또는 현수상태에서 가요성으로 지지된다.
이 실시예에 따르면, 액정패널의 온도는 히터를 사용함으로써 제어될 때, 액정패널의 신장에 따른 온도차가 최소화되고, 이것에 의해 균일한 화상이 얻어질 수 있고, 재정렬처리에 의하여 야기된 액정 디스플레이장치의 신뢰도 감소를 방지하는 것이 가능하다.
제15도는 본 발명에 따른 액정 디스플레이장치의 실시예의 단면도이다. 제15도를 참조하면, 장치는 강유전 액정(상세히 도시않음)이 약 1.4미크론의 두께로 배치되는 한쌍의 대향 배치된 글라스기판(1501,1502)으로 구성된 액정패널(1500)을 포함하고 있다.
이 실시예에서 사용된 강유전 액정은 등방성 액상→콜레스트릭 페이즈→스메틱(smectic) A페이즈→카이럴 스메틱(chiral smectic) C페이즈→크리스탈 페이즈의 고온으로부터 페이즈 변이절차를 도시하며, 여기서 카이럴 스메틱 C상은 강유전을 나타낸다. 카이럴 스메틱 온도범위는 약 -15℃ 내지 55℃이고, 콜레스테릭 온도범위는 약 75℃ 내지 85℃이다. 액정 디스플레이장치는 상부 편광기(1503), 상부 편광기가 적용되는 상부 편광기 글라스판(1504), 하부 편광기(1505), 하부 편광기가 작용되는 하부 편광기 글라스판(1506), 액정패널(1500)을 조명하기 위한 백라이트(1507), 및 조명을 백라이트로부터 분산된 분광으로 변환하기 위한 분산판(1508) : 도시가 생략된 백라이트(1507) 내부로 설치된 램프, 반사판 등을 더 포함하고 있다.
이 디스플레이 장치는 액정패널(1500)을 구동하기 위한 회로판(1510), 이 회로판(1510)을 액정패널(1500)의 전극부에 전기적으로 연결하기 위한 예컨대 TBA(테이프 자동 본딩)의 프린트 회로 필름(1509), 액정패널(1500) 및 회로판(1510)을 고착시키기 위한 예컨대 플라스틱의 패널고착판(1511), 패널(1500)을 패널고착판(1511)에 본딩시키기 위한 액정패널(1500)의 상부 둘레표면부의 전체 둘레부(특히 액정 시일링부의 근방에서)상으로 적용된 고무타입 접착제(1512), 패널지지판(1511)을 지지하기 위한 개구부를 가진 지지부재(1513), 지지부재(1513)의 개구부 프레임부와 패널지지판(1511)의 둘레에지와의 사이에서 포장된 고무타입 실리콘 접착제, 및 프레임 형상 지지부재(1513)를 지하기 위한 하우징(1515)을 더 포함하고 있다. 하우징(1515)의 개구부 윈도우 프레임에 예컨대 접착제로서 하부 편광기 글라스판 및 예컨대 나사(도시않음)에 의하여 백라이트(1507)가 고착된다.
백라이트 상부의 분산판(1508)은 하부 편광기(1505)와 면접촉하고 분산판(1508)의 표면은 접촉으로 인한 간섭 가장자리(interference fringes)의 발생을 방지하도록 양각 새김함으로써 무광택 처리를 겪게 된다. 더욱이, 플라스틱 커버(1516)는 예컨대 나사(도시않음)에 의하여 프레임형 지지부재(1513)에 고착되고 , 상부 편광기 글라스판(1504)은 예컨대 이중면 피복 접착제타입(도시않음)에 의하여 커버 (1516)에 고착된다.
더욱이 액정패널(1500)을 가열하기 위한 가열기 (1517)는 히터(1517)의 상부면의 전체 둘레에 적용된 고무 타입 접착제(1518)와 함께 액정패널(1500)에 고착된다. 히터(1517)는 제16도시와 같이 전도성 페인트의 적용으로 양측상에서 리드 아웃 전극(1603) 및 글라스기판(1601)의 전체 한면상에서 예컨대 ITO(In2O3-SnO2) 필름의 투명전극(1602)을 형성하여 이루어진다.
제15도를 다시 참조하면, 히터 제어회로로 구성되어 있는 판(1519)은 나사(도시않음)에 의하여 하우징에 고착되고 액정패널(1500)에 부착된 온도센서(1520)로부터 온도신호에 기인한 히터(1517)로부터 열발생을 제어한다.
결과적으로, 거의 폐쇄된 공간(1521)은 액정패널(1500), 히터(1517), 접착제(1512,1518), 패널고착기판(1511), 탄성부재(1514), 지지부재(1513), 하우징(1515) 및 하부 편광기 글라스판(1506)에 의하여 형성된다.
작은 구멍(1522)은 거의 폐쇄된 공간(1521)에 외부대기를 전달하기 위해 제공되고, 그 구멍을 통해 전기 신호를 회로판(1510)으로, 전력 공급선을 히터(1517)로, 그리고 리드 와이어(도시않음)를 온도센서로 공급하기 위한 와이어 케이블을 통과시킨다. 작은 구멍(1522)은 거의 폐쇄된 공간의 기능을 허용하는 한 크기, 위치, 형상, 수 등에 따라서 임의적으로 설계될 수 있다. 예컨대, 4각형 구멍이 사용될 수 있다.
이 실시예에서, 지지부재(1513) 및 하우징(1515)은 다른 부재로 배치되지만 일체적으로 형성될 수 있다.
따라서, 액정 디스플레이장치의 상기 실시예의 어떤 특정적인 면이 기술될 것이다. 상기 액정 디스플레이장치에 있어서, 액정패널(1500)은 강유전 액정의 고속응답 특징을 확보하기 위하여 히터(1517)에 의하여 가열될 수 있다. 이 대신에, 카이럴 스메틱 C상을 제공하는 온도범위내에서 소정온도(이후 "Tc"로 표시)로 액정패널(1500)의 온도를 유지하고 균일한 상을 얻도록 액정패널의 연장을 따라서 온도기능을 최소화하는 것이 중요하다.
본 실시예에 있어서, 히터(1517)는 액정패널(1500) 이외의 어떠한 다른부재와도 접촉하지 않으며 거의 폐쇄된 공간(1521)내에 존재하여, 히터(1517)의 열은 액정패널(1500)에 효과적으로 전도되며 히터(1517) 둘레로부터의 열방출은 종래의 장치에서 보다 경감된다.
제17도는 가열이 히터(1517)를 여자함에 의하여 단독으로 수행될 때 비교장치(점선으로 표시됨) 및 본 실시예(실선으로 표시됨)내의 액정패널(1500) 표면을 따른 온도 분포를 도식적으로 예시한다. 실제동작에 있어서, 생산중에 야기된 저항 차이에 내재하는 알맞은 분포는 설명의 편의상 생략된다.
제17도에서, 액정패널상의 위치는 제16도에서 위치(X,O 및 X')에 대응하는 가로축상에 표시되며, 가열에 의하여 얻어진 높아진 온도는 세로축상에 표시된다. 비교는 액정패널의 중앙부분 위치(O)에서 주어진 동일 온도증가의 상태하에 비교장치와 본 실시예 사이에서 수행된다.
곡선(A,B 및 C)은 중안점 O에서 20도, 40도, 60도의 온도증가에 각기 대응한다. 상기 설명된 바와 같이, 본 실시예의 히터는 비교예보다 더 효과적이어서 히터 전력소비는 비교예보다 본 실시예에서 더 작다.
실제동작에 있어서, 백라이트, 구동기 IC 및 액정패널 그 자체와 같은 다른 열원은 재정렬처리의 시기 이외에서 존재하지만, 히터의 열방출은 다른 부재의 열방출보다 더 많으며 주변온도의 영향이 또한 더 커서 히터 단독으로 주어진 온도분포는 주변온도와 관련하여 논의된다.
제17도의 곡선(A,B,C)은 하기의 경우에 상응한다. 액정패널의 제어온도가 45℃ 일때, 곡선 A은 액정패널이 25℃의 주변온도하에 가열에 의하여 45℃ 유지되는 경우의 액정패널을 따라 온도분포를 나타내며, 곡선 B은 액정패널이 5℃의 주변 온도하에 45℃에 유지되는 경우의 온도 분포를 유사하게 나타낸다. 더욱이, 곡선 C는 액정패널이 25℃의 주변온도하에 재정렬을 위하여 85℃까지 가열되는 경우의 온도분포를 나타낸다.
이 도변에 도시된 바와같이, 온도차이는 가열량이 더 클때, 즉 온도증가가 더 클때 더 크며, 따라서 패널을 따라 둘레부분에서 온도감소는 비교예보다 본 실시예에서 더 작게 된다. 결과로서, 액정패널을 따라 온도차이는 더 작아져서 그것은 패널의 전체면위로 균일한 화상을 디스플레이하는 것이 가능하게 된다.
액정패널이 저온 또는 정렬결함에서 역학적 응력의 작용하여 샌드 텍스츄어와 같은 결정작용을 야기하는 경우에, 강유전 액정가열의 재정렬처리를 콜레스테롤상 또는 등방액상에 대해 효과적으로 수행할 필요가 있게되어, 점진적 냉각이 뒤따르게 된다. 본 실시예에 사용된 강유전 액정의 경우에, 액정을 가열하여 등방액상으로 하는 것이 바람직하며, 따라서 그것은 액정패널의 전체가 85℃ 또는 그 이상의 등방상 저한계온도로 하는 것이 바람직하다.
제16도는 곡선 C에 관련하여 설명된 바와 같이, 비교예는 큰 온도차이를 초래하여 85℃의 온도 또는 단지 액정패널의 둘레에서 더 높은 온도를 확보하기 위하여 극히 더 높은 온도가 액정패널의 중앙점 0에서 요구된다.
한편, 본 실시예에서 결과 온도 차이는 비교예에서보다 더 작아서 액정패널을 따라 최대온도는 단지 작은 전력소비를 요구하도록 억제된다.
더욱이, 편광기 및 백라이트 부재는 히터와 일정간격 유지되어 배치되어 있어서 이러한 부재들은 단지 비교예에서 보다 재정렬처리의 시간에서 더 낮은 온도에 도달하여, 따라서 이러한 부재의 노후화가 방지된다.
더욱이, 편광기는 액정패널에 직접 부착되지 않기 때문에, 확실한 재정렬 처리는 액정패널이 역학적 응력을 액정패널로 부과함없이 균일한 정렬상태를 제공하도록 달성될 수 있다.
본 실시예의 또다른 특징적 형상은 거의 폐쇄된 공간이 구비된 구조를 가지고 있다는 것이다. 따라서, 본 실시예의 액정 디스플레이장치는 그것이 매우 심한 충격을 받지 않는한 정렬결함을 야기하지 않으며, 따라서 종래의 실시예에서와 같은 신속한 재정력처리가 요구되지 않는다.
따라서, 그것은 취급 및 유지관리가 용이한 액정 디스플레이장치를 제공하며, 편광기와 같은 부재의 열저하로부터 자유로우며, 개량된 신뢰성을 제공한다.
제18도는 본 발명의 다른 바람직한 실시예를 도시하며, 여기에서 유사참조 번호는 제15도에 있어서와 같이 유사부재를 나타낸다.
본 실시예에 있어서, 제15도에 있어서 보다 액정패널(1500)을 따라 온도차이를 더욱 최소화하기 위하여, 액정패널(1500)보다 크기에 있어서 더 큰 히터(1801)가 구비된다. 더 상세하게는 히터(1801)는 액정패널의 디스플레이 면적보다 더 큰 열발생 면적을 가지게 되며, 액정패널(1500)의 둘레에서 온도감소는 더욱 최소화된다. 본 실시예에 있어서, 많은 잇점들은 제15도의 실시예와 같이 유사하게 획득된다.
제19도는 본 발명의 또다른 바람직한 실시예에 사용된 히터(1900)의 평면도이며, 히터(1900)의 사용을 제외하고는 제15도의 실시예와 같이 동일 구조를 가지는 한편 상세하게 도시되지는 않는다. 히터(1900)는 글라스기판(1901)상에 배치된 평행 스트라이프의 형태내에 복수의 열발생 투명 전극을 포함한다. 스트라이프 투명전극은 히터의 양 측면상에 배치된 한쌍의 더 넓은 전극(1902)("조절 전극"에 관련됨) 및 조절 전극(1902)의 내측에 복수의 더 좁은 전극(1903)("주전극"에 관련됨)을 포함한다. 주전극(1903)은 본 실시예에서 전체 내측표면상에 동일 피치에서 배열되지만 그 부분만 도시되며 다른 부분은 도시되지 않는다. 조절전극(1902) 및 주전극의 양끝을 따라서, 전압공급용 리드-아웃전극(1904)이 배치된다
제20도는 전극의 형상을 도시하기 위한 전극부의 도해적 확대도이다.
제20도에 관련하여 각각의 주전극은 세로 및 측대칭적 형상을 가지며, 단부와 중앙사이에 상이한 폭을 가져 테이퍼부가 형성된다. 더욱 상세하게는, 각각의 주전극은 그 단부에서 폭(a), 단부의 길이(c), 그 중앙 부분에서 더 넓은 폭(b), 중앙부분의 길이(e), 광폭부분과 한쪽단부 사이와의 거리(d)를 가지고 있다. 주전극들은 피치(P)로 배열된다.
더욱이, 각 조절 전극은 폭(d)을 가지며 가장 가까운 주전극의 중앙으로부터 거리(g)로 배치된다.
특정 실시예에 있어서는 비저항률 ρ=3×10-4ohm.cm를 가진 두께 1000Å의 ITO 필름은 300×300㎜로 측정된1.1㎜ 두께의 글라스판상에 스퍼터닝함으로써 형성되며 포토리소그래피(photolithography)에 의하여 a=100미크론, b=140미크론, c=10㎜, d=50㎜, e=200㎜, p=q=250미크론 및 f=10㎜의 크기를 가진, 제20도에 도시된 바와 같은 투명 스트라이프 전극으로 형성되었다. 더욱이, 3000Å 두께의 알루미늄 전극(504)은 투명 열발생전극의 양 단부상에 전압을 가하기 위하여 형성되었다.
상기 구성의 히터를 가진 액정 디스플레이장치의 본 실시예에서, 각각의 주전극은 그 중앙에서 보다 그 단부에서 좁은 전극을 가지고 있어서 단부는 증폭 전류밀도로 인하여 더 큰 열량을 발생하며, 또한 열의 증가량은 더 넓은 조절 전극으로 인하여 히터의 측면에서 방출된다.
결과로써, 온도의 실질적 감소는 히터의 4개의 주변 측부에서 발생되지 않게 되어서, 액정 디스플레이 패널상의 온도차이는 이전 실시예에서 보다 더욱 감소될 수 있다. 제20도에 있어서, 주전극 및 조절 전극은 서로 독립적으로 배치되어 있지만, 이들은 상호 접속되어 형성될 수 있다(예컨대, 알루미늄 리드 전극(1904) 바로 아래부분에서).
리드 전극(1904)은 알루미늄으로 형성될 필요가 없으나 프린트 알루미늄 페이스트(paste), 초음파적으로 배치된 솔더, 쿠퍼포일테이프 또는 이들의 조합으로 제조될 수 있다. 본 실시예는 이전 실시예에 대하여 설명된 효과를 역시 나타낼 수 있다.
상기 실시예들은 강유전 액정에 관하여 설명되었지만, 액정패널 및 이러한 실시예들의 히터 지지구조는 충격저항 및 화질에 대한 개량점들을 얻기 위하여 네마틱 액정에 또한 적용될 수 있다.
더욱이, 이 실시에는 트랜스미션 타입 액정 디스플레이장치에 한정되지 않지만 반사타입 액정 디스플레이장치로 구성될 수 있으며, 여기에서 제15 또는 18도에서의 백라이트(1507)는 단지 반사기능을 가지며 조명 기능이 없는 지지부재로 대체된다. 제20도에 있어서, 각각의 주전극은 세로 및 측대칭형상을 가지는 것으로 설명되었지만, 패턴 전극형상을 형성하는 파라미터(a-g 및 p)는 실제의 액정패널의 온도분포에 따라 임의로 선택될 수 있다.
상기 서술된 바와 같이 하기 유익한 효과들을 본 발명에 의하여 획득된다.
(1) 액정패널은 공기완충 효과를 활용하기 위하여 부동 또는 현수상태에서 가요성으로 고착도는 것으로써, 액정패널의 정렬저하는 액정 디스플레이장치의 전송 및 동작중에 야기된 역할적 외부힘, 낙하충격, 및 진동이 방지되어, 특히 개량된 신뢰성을 가진 강유전 액정을 사용하는 액정 디스플레이장치를 제공한다.
(2) 대형 강유전 액정패널이 실현될 수 있다.
(3) 액정패널은 부동상태에서 고착 또는 지지되어서, 액정패널의 변형은 액정패널의 조립중에 생긴 외부의 역학적 하중에 대항하여 최소화될 수 있게되어, 강유전 액정패널은 확실하게 고착된다.
(4) 플라스틱 또는 비금속성 하우징이 사용될 수 있으므로 제조비용에 있어서 현격한 절감이 기대될 수 있으며 경량장치가 제공될 수 있다.
(5) 액정패널상의 화질이 액정 디스플레이장치의 동작중에 어떤 비정상으로 인하여 저하될 때, 액정패널은 하우징에 고착되는 것으로서 재정렬 처리대상이 될 수 있다.
(6) 패널고착판과 결합하여 액정패널 및 회로판이 공기완충 효과를 활용하기 위하여 부동상태에서 고착 또는 지지됨에 따라, 액정패널의 정렬저하는 액정 디스플레이장치의 전송 및 동작중에 야기된 역학적 외부 힘, 낙하충격 및 진동에 대항하여 방지되며 회로판 및 액정패널상의 감겨있는 회로의 누출 역시 방지되어, 강유전 액정을 사용하는 액정 디스플레이장치의 신뢰성은 현격하게 증가될 수 있다.
(7) 액정패널 및 회로판이 패널고착판과 함께 부동상태에서 지지될 때, 액정패널의 변형 및 회로판 연결부분의 변형은 액정패널의 조립중에 야기된 외부의 역학적 하중에 대항하여 최소화될 수 있어서, 강유전 액정패널은 확실하게 고착될 수 있다.
(8) 액정패널 및 회로판이 패널고착판에 고착되며, 패널고착판은 회로판을 액정패널에 연결한 후에 즉시 접착되어서, 회로판 연결부분에서의 변형 또는 누출은 뒤이은 조립단계 동안에 역학적 외부하중에 대항하여 최소화될 수 있으며 공정 효율성이 향상된다.
(9) 히터를 사용함으로써 고온에서 제어된 액정 디스플레이장치에서의 주변온도 변화에도 불구하고 전체 액정 디스플레이 영역상에 플레이하는 것이 가능하다.
(10) 높은 액정 가열 능률은 히터 전력소비를 절감하기 위하여 히터에 의하여 성취된다.
(11) 백라이트 및 편광기와 같은 부재의 열저하는 액정 디스플레이장치의 신뢰성을 현격하게 향상시키도록 방지될 수 있다.
(12) 거의 폐쇄된 공간의 공기완충기능 때문에, 액정패널의 정렬저하는 액정 디스플레이장치의 온도 및 조작중에 야기된 역학적 외부힘, 낙하충격 및 진동이 방지될 수 있으므로, 신속한 재정렬처리가 요구되지 않으며 액정 디스플레이장치는 개량된 유지관리 효율을 가지고 편리하게 사용될 수 있다.

Claims (24)

  1. 액정 디스플레이장치에 있어서, (a) 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판과, 그 기판 사이에 배치된 액정으로 구성되는 액정패널과, (b) 액정패널을 지지하는 프레임을 가진 지지부재와, (c) 부동상태에서 액정패널을 지지부재의 프레임을 결합하는 탄성부재와, (d) 액정패널의 뒤에 배치된 백라이트와, (e) 액정패널, 탄성부재 및 백라이트에 의해 한정되며, 대기와 소통하는 거의 폐쇄된 공간을 포함하고; 상기 탄성부재가 프레임에 대하여 액정패널의 상대적 이동을 허용하며, 상기 거의 폐쇄된 공간이 액정패널의 상대적 이동을 억압하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 거의 폐쇄된 공간은 지지부재에 구비된 공기누출부를 통하여 대기와 소통하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 지지부재는 플라스틱을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 고무를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  5. 제1항에 있어서 , 상기 액정패널은 탄성부재를 통해 프레임에 고착된 패널 지지기판을 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 탄성부재는 기판쌍중 하나의 프레임을 결합한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 액정패널의 디스플레이 면적보다 큰 열발생 면적을 가진 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 액정패널은 투명기판에 형성된 투명전극을 포함하는 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 평면열발생부재는 접착제를 통해 상기 액정패널에 결합되며 다른 부재와의 접촉이 없는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  11. 제1항 내지 제10항중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정은 카이럴 스메틱 액정인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  12. 액정 디스플레이장치에 있어서, (a) 각각 전극을 구비한 한쌍의 기판과, 그 기판 사이에 배치된 액정으로 구성되는 액정패널과, (b) 액정패널을 구동하는 회로를 상부에 가진 회로지지부재와, (c) 액정패널과 회로지지부재를 결합하는 결합부재와, (d)프레임을 가진 지지부재와, (d) 부동상태에서 액정패널 및 회로지지부재를 지지하기 위해 회로지지부재 및 프레임을 결합하는 탄성부재와, (f) 액정패널 뒤에 배치된 백라이트와, (g) 액정패닐, 회로지지부재, 결합부재, 프레임부재, 탄성부재 및 백라이트에 의해 한정되며, 대기와 소통하는 거의 폐쇄된 공간을 포함하고; 상기 탄성부재가 프레임에 대하여 액정패널 및 회로지지부재의 상대적 이동을 허용하며, 상기 거의 폐쇄된 공간이 액정패널의 상대적 이동을 억압하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 거의 폐쇄된 공간은 지지부재에 구비된 공기누출부를 통하여 대기와 소통하는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 지지부재는 플라스틱을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 탄성부재는 고무를 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  16. 제12항에 있어서, 상기 액정패널은 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  17. 제12항에 있어서, 상기 액정패널은 액정패널의 디스플레이 면적보다 큰 열발생면적을 가진 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이어장치.
  18. 제12항에 있어서, 상기 액정패널은 투명기판에 형성된 투명전극을 포함하는 평면열발생부재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  19. 제16항에 있어서, 상기 평면열발생부재는 접착제를 통해 상기 액정패널에 결합되며 다른 부재와의 접촉이 없는 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  20. 제12항에 있어서, 상기 액정패널은 프린트 회로 필름을 통해 회로에 연결된 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  21. 제12항에 있어서, 상기 액정패널은 TAB 필름을 통해 회로에 연결된 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  22. 제12항 내지 제21항중 어느 한 항에 있어서, 상기 액정은 카이럴 스메틱 액정인 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  23. 제1항에 있어서, 상기 백라이트는 분산판을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
  24. 제12항에 있어서, 상기 백라이트는 분산판을 포함한 것을 특징으로 하는 액정 디스플레이장치.
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