JP5071730B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば車両に搭載された液晶表示装置に関するものである。

車両においても、液晶表示装置は、車両用ナビゲーションシステムの表示装置や、メータ表示装置等に用いられている。液晶表示装置においては、外部からの電磁波により表示が乱れたりすることがないように、様々な対策が講じられている。例えば、透明性に優れ、電子機器などの表示装置や透明開口部における液晶表示装置（ＬＣＤ）やプラズマ表示装置（ＰＤＰ）の表示画面より放出される電磁波、または外部機器より発生する電磁波を遮蔽するとともに、外部からの電磁波が電子機器などへ侵入するのを遮断しノイズを減少させる効果に優れた電磁波シールド用フィルムが考案されている。
（特許文献１参照）。

特開２００７−２５０８４３号公報

特許文献１の例では、液晶パネルの表面から照射され電磁波をシールドする効果はあるが、このフィルムは製造コストが高いため、広く普及するには至っていない。

上記問題を背景として、本発明の課題は、低コストで外部、特に液晶パネルの表面からの電磁波をシールドすることが可能な液晶表示装置を提供することにある。

課題を解決するための手段および発明の効果

上記課題を解決するための液晶表示装置は、液晶パネルと、液晶パネルの側縁から該液晶パネル背面側へ延出する配線部を介して接続された、該液晶パネルを駆動するドライバＩＣと、液晶パネルの画面周縁を覆うとともに、外周縁が画面に沿ってドライバＩＣよりも外側に延出するフレーム本体と、その延出部分の外周縁から液晶パネル背面側へドライバＩＣに対し外側に対向する形で延出する遮蔽壁部とが一体化された金属フレームと、液晶パネル背面側にて、金属フレームの内側に、該金属フレームの遮蔽壁部とでドライバＩＣを挟み込むように配置された補助金属遮蔽材と、を有することを前提とする。

上記構成によって、液晶パネルの表面（すなわち表示画面側）から照射される電磁波からドライバＩＣを保護することが可能となる。

また、本発明の液晶表示装置における金属フレームの遮蔽壁部は、液晶パネルと、該液晶パネルを背面から照明するバックライトパネルとが積層された積層体の側面を覆うものであり、補助金属遮蔽材は、ドライバＩＣと積層体の側面とが形成する間隙に配置される板状部材であるように構成される。

上記構成によって、液晶パネルの表面から照射される電磁波から、積層体の側面に配置されるドライバＩＣを保護することが可能となる。

また、本発明の液晶表示装置は、バックライトパネルの背面を覆う背面金属遮蔽材が取り付けられ、板状部材が、背面金属遮蔽材の外周縁に一体化されているように構成される。

背面金属遮蔽材は、液晶表示装置において広く用いられている。上記構成によって、比較的簡易な構造で、本発明の構成を実現できる。また、部品点数も増えず、背面金属遮蔽材の組付け方法も従来と殆ど変わらないので、製造コストも増大しない。

また、本発明の液晶表示装置における板状部材には、板厚方向に貫通する貫通部が分散形成されるように構成される。

上記構成によって、液晶表示装置の冷却の妨げとならず、板状部材の重量の増加を抑制することもできる。

以下、本発明の液晶表示装置の実施形態について、液晶表示装置を車両用メータ装置に適用したものを例に挙げて、図面を参照しつつ説明する。図１に、車両用メータ装置１００の全体構成を表すブロック図を示す。車両用メータ装置１００は、液晶表示装置１，ＥＣＵ（Electronic Control Unit：電子制御装置）２を含んで構成される。

ＥＣＵ２は、周知のＭＰＵ（Microprocessor Unit）２０１，ＥＣＵ２の外部との信号の遣り取りを行うための入出力回路２０２，電源３および車両に搭載された外部機器４と接続するためのコネクタ２０３，ＥＣＵ２の各部に電源を供給する電源回路２０４，液晶表示装置１と接続するためのコネクタ２０５等を含んで構成される。

ＭＰＵ２０１は、図示しないＲＯＭ，ＲＡＭを含み、ＭＰＵ２０１がＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することで、車両用メータ装置１００としての機能を実現する。また、ＲＡＭはプログラム実行時の作業領域として用いられる。

車両用メータ装置１００には、バッテリ等の電源３から動作に必要な電源が供給されている。電源は、コネクタ２０３から電源回路２０４に供給され、電源回路２０４においてＥＣＵ２の各部の動作電圧に変換されたものが出力される。

ＥＣＵ２と外部機器４とは、例えばＬＡＮ（Local Area Network）によって通信可能に接続されており、外部機器４からメータ表示に必要な情報（車速等）を取得する。

上記のような構成により、車両用メータ装置１００は、ＥＣＵ２が、外部機器４から取得した情報に基づいて、液晶表示装置１に表示させるための表示用データを作成し、その表示用データを液晶表示装置１に出力する。液晶表示装置１では、ＥＣＵ２から送られてきた表示用データに基づいて、表示画面データを作成して表示する。

図２に、液晶表示装置１の構成の概略を示す。液晶表示装置１は、ベゼル１１と、液晶，ＴＦＴ，画素電極，対向電極，偏光板等を含む液晶パネル１２と、バックライトパネル１３と、ソースドライバＩＣ１４ａが実装されたソースドライバ回路基板１４と、ゲートドライバＩＣ１５ａが実装されたゲートドライバ回路基板１５と、電源回路や液晶表示装置１全体の制御を行うためのメインコントローラＩＣ等が実装されたメイン回路基板１６，および金属性の背面金属遮蔽材１７等を含んで構成される。

ベゼル１１は、液晶パネル１２の画面周縁を覆うとともに、外周縁が画面に沿って上記のドライバＩＣ（１４ａ，１５ａ）よりも外側に延出するフレーム本体１１ａと、その延出部分（フレーム本体１１ａ）の外周縁から前記液晶パネル背面側へドライバＩＣに対し外側に対向する形で延出する遮蔽壁部１１ｂとが一体化された金属フレームとして構成される。また、ベゼル１１は、液晶パネル１２と、該液晶パネル１２を背面から照明するバックライトパネル１３とが積層された積層体１２３（図６参照）の側面を覆っており、液晶表示装置１の側面からの電磁波の侵入を遮断している。

ソースドライバ回路基板１４およびゲートドライバ回路基板１５は、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）として構成され、液晶パネル１２の側縁から延出しており、それぞれの回路基板にはソースドライバＩＣ１４ａ，ゲートドライバＩＣ１５ａが実装されている。ソースドライバ回路基板１４は、メイン回路基板１６にも接続されている。ゲートドライバ回路基板１５も、図示しない配線パターンによりメイン回路基板１６に接続されている。ソースドライバ回路基板１４およびゲートドライバ回路基板１５の数は、液晶パネル１２の構成（ドット数等）によって定められる。なお、ゲートドライバ回路基板１５が本発明の配線部に相当する。また、ゲートドライバＩＣ１５ａが本発明のドライバＩＣに相当する。

背面金属遮蔽材１７は、メイン回路基板１６から発生する電磁波から液晶パネル１２を保護するとともに、電磁波が液晶表示装置１の外部に漏れないようにするためのものである。また、外部からの電磁波からメイン回路基板１６を保護する役割も果たす。

また、背面金属遮蔽材１７のゲートドライバＩＣ１５ａ側の外周縁には、補助金属遮蔽材２０が一体化されて構成されている。図３に、その展開図を示す。１枚構成の金属板を点線部で例えば９０°の角度（角度は液晶表示装置１の構造による）で折り曲げ加工する。これにより、２つの折り曲げ部のうち、長辺部を有する方が背面金属遮蔽材１７となり、短辺部を有する方が補助金属遮蔽材２０となる。なお、補助金属遮蔽材２０が本発明の板状部材に相当する。

図３の例では、補助金属遮蔽材２０は板状部材として構成されているが、板厚方向に貫通する貫通部が分散形成される構成としてもよい。図４にその一例を示す。図４（ａ）および図４（ｂ）は、補助金属遮蔽材２０に貫通部としてスリット２０ａ，２０ｂを設けたものである。図４（ａ）の例では、補助金属遮蔽材２０の向こう側にあるゲートドライバＩＣ１５ａ（図示略）と対向する部分にスリット２０ａを設け、図４（ｂ）の例では、ゲートドライバＩＣ１５ａと対向しない部分にスリット２０ｂを設けている。なお、スリットの幅および長さは、例えば携帯電話機等の遮蔽の対象となる電磁波の波長よりも短くなるように定められる。

図４（ｃ）の例は、補助金属遮蔽材２０に貫通部として、例えば略円形あるいは略楕円形の孔部２０ｃ，２０ｄを設けたものである。孔部２０ｃ，２０ｄの位置，形状，数は、例えば遮蔽の対象となる電磁波の波長よりも短くなるように定められる。なお、スリット２０ａ，２０ｂおよび孔部２０ｃ，２０ｄが本発明の貫通部に相当する。

補助金属遮蔽材２０にこれらの貫通部（２０ａ〜２０ｄ）を設けることで、補助金属遮蔽材２０が軽量化され、液晶表示装置１の重量低減に寄与する他に、液晶表示装置１の内部の空気の流れを妨げない効果が期待できる。また、補助金属遮蔽材２０がヒートシンクの役割を担うことも期待できる。

図５に、液晶表示装置１の組み立て時の概略図を示す。液晶パネル１２にバックライトパネル１３の一方の表面が固着され積層体１２３（図６参照）を形成し、バックライトパネル１３の背面に、背面金属遮蔽材１７が取り付けられ、積層体および背面金属遮蔽材１７をベゼル１１に収納し、ＦＰＣで構成されるソースドライバ回路基板１４を曲げ返し、背面金属遮蔽材１７の外側にメイン回路基板１６を取り付ける。ベゼル１１の遮蔽壁部１１ｂは、積層体１２３，背面金属遮蔽材１７，およびメイン回路基板１６を覆う。

図６に、図５のＡ−Ａ’における断面図を示す。メイン回路基板１６，背面金属遮蔽材１７は、例えばビス１８によりメイン回路基板１６の背面を覆う裏蓋１９とともにバックライトパネル１３に固定される。そして、補助金属遮蔽材２０は、液晶パネル１２とバックライトパネル１３とが形成する積層体１２３の、ゲートドライバ回路基板１５と対向する側面を覆うように配置される。このとき、ゲートドライバ回路基板１５は、ベゼル１１の遮蔽壁部１１ｂに付勢されて折り曲げられ、遮蔽壁部１１ｂと補助金属遮蔽材２０との間に挟み込まれるように配置される。ベゼル１１と背面金属遮蔽材１７（および補助金属遮蔽材２０）は、ＧＮＤ電位に接地されている。

また、非特許文献１（後述）のように、バックライトパネル１３（すなわち積層体１２３）に筐体枠を取り付け、この筐体枠にベゼル１１を組み付けるようにしてもよい。

図９に、従来構成における図６と同様の断面図を示す。図９の構成では、補助金属遮蔽材２０が存在しない。ベゼル１１は、液晶パネル１２等を収納するケースとして構成され、外部からの衝撃や応力から液晶パネル１２等を保護する役割を果たしている。合わせて、ベゼル１１はＧＮＤ電位に接地され、そのため外部からの電磁波をシールドすることにより、液晶パネル１２に接続されているゲートドライバＩＣ１５ａが動作異常になることを防止する働きも担っている。しかし、外部からの電磁波は照射される方向が決まっていないため、液晶パネル１２の表面から照射される可能性もある。液晶パネル１２には電磁波をシールドする効果はないため、図９のように液晶パネル１２の表面から照射された電磁波は、液晶パネル１２を通過して、ゲートドライバＩＣ１５ａへ到達し、ゲートドライバＩＣ１５ａの動作に悪影響を及ぼす可能性がある。

また、液晶表示装置１の外寸を変更することなく、液晶パネル１２の画面を大きくして、表示できる情報量を増加させたい場合、ベゼル１１のフレーム本体１１ａの、液晶パネル１２の画面方向への延出量を少なくするより他はない。この場合、フレーム本体１１ａにより遮蔽される領域が小さくなるので、ゲートドライバＩＣ１５ａに電磁波が照射される可能性は高くなるという問題が発生する。

一方、本発明の図６の構成では、液晶パネル１２の表面から照射された電磁波は、液晶パネル１２を通過するものの、補助金属遮蔽材２０で反射するためゲートドライバＩＣ１５ａへは到達しない。また、反射した電磁波は、メイン回路基板１６へ向かうことも予想されるが、メイン回路基板１６の手前にある背面金属遮蔽材１７により遮蔽されるので、電磁波はメイン回路基板１６にも到達しない。

また、本発明の図６の構成では、ベゼル１１のフレーム本体１１ａの、液晶パネル１２の画面方向への延出量によらず、液晶パネル１２の表面から照射された電磁波を補助金属遮蔽材２０で遮蔽できるため、液晶表示装置１の外寸を変更することなく、液晶パネル１２の画面の有効表示領域を大きくすることができる。

図７に、液晶表示装置１を組み立てたときの、背面（回路基板１６）側から見た図を示す（裏蓋１９は非図示）。前述のように、メイン回路基板１６，背面金属遮蔽材１７は、例えばビス１８によりバックライトパネル１３（図７では背面金属遮蔽材１７の奥側になり見えない）に取り付けられる。このとき、メイン回路基板１６の大きさが、背面金属遮蔽材１７の大きさよりも小さい場合、メイン回路基板１６のソースドライバ回路基板１４が接続されている反対側の側縁部１６ａと背面金属遮蔽材１７の側縁部１７ａとを合わせるように取り付けることで、ソースドライバ回路基板１４が背面金属遮蔽材１７の背面の奥（図７では上方）に回り込む形となり、ソースドライバＩＣ１４ａは、ベゼル１１の遮蔽壁部１１ｂと、液晶パネル１２とバックライトパネル１３を含む積層体１２３（図６参照）の側面との間隙に配置されず、背面金属遮蔽材１７の背面に配置される。よって、図７の構成のときには、液晶パネル１２の表面から照射された電磁波からソースドライバＩＣ１４ａを保護するための補助金属遮蔽材は不要となる。

図８に、液晶表示装置１のハードウェア構成例を表すブロック図を示す。メイン回路基板１６に実装されたメインコントローラＩＣ１６ａにより全体の制御が行われる。ＥＣＵ２から入力された表示指令信号に基づいて、メインコントローラＩＣ１６ａで処理を行い、その処理に基づいてデータが出力され、ソースドライバ回路基板１４に送られる。ソースドライバ回路基板１４では、サブコントローラ１４ｂを介してソースドライバＩＣ１４ａ（図８では２個のみ表記）からの出力により液晶を駆動する。なお、構成および動作の詳細は非特許文献１に記載されている。

また、ゲートドライバＩＣ１５ａは、液晶パネル上のＴＦＴを上から順にＯＮさせるために走査線にパルス状の電圧波形を順次出力する。ソースドライバＩＣ１４ａは、ＯＮしたＴＦＴを通じて液晶に印加する電圧を供給する。ここで、ゲートドライバＩＣ１５ａから出力される電圧は、トランジスタ（ＴＦＴ）をＯＮ状態とするためのものであるため比較的低い。また、走査線毎の出力となるため出力線の数も比較的少ない。

一方、ソースドライバＩＣ１４ａから出力される電圧は、液晶を駆動するため比較的高く、耐圧等の面からも部品も大きくなる。また、出力数も多いのでサブコントローラ１４ｂ等が必要となって回路規模も大きくなる。よって、ソースドライバ回路基板１４も大型化し、ゲートドライバ回路基板１５のように、ベゼル１１の遮蔽壁部１１ｂと、液晶パネル１２とバックライトパネル１３を含む積層体１２３（図６参照）の側面との間隙に配置することができない。そこで、ソースドライバ回路基板１４は、背面金属遮蔽材１７の背面に配置されることが多い。

東芝レビュー Ｖｏｌ．５５ Ｎｏ．２（２０００年）「対角５２．８ｃｍ（２０．８型）１９２ｐｐｉ超高詳細ａ−Ｓｉ ＴＦＴ−ＬＣＤ」，平成２０年４月７日検索。

近年、液晶ドライバ回路（ソースドライバＩＣ，ゲートドライバＩＣ）や電源などの各種周辺回路を液晶パネル上に内蔵することで、部品点数や消費電力などを削減したシステム・オン・グラス(ＳＯＧ)技術を用いた液晶表示装置が開発されている（非特許文献２参照）。これにより、部品点数が圧倒的に削減され、組み立て工数の削減と信頼性の向上、小型化などが可能になる。また、ドライバ回路や各種周辺回路は、ベゼル１１のフレーム本体１１ａに覆われるので、液晶パネルの表面から照射された電磁波の影響を受けない。

ソニー株式会社 プレスリリース（２００４年１月２１日） ＵＲＬ：http://www.sony.co.jp/SonyInfo/News/Press_Archive/200401/04-004/，平成２０年４月１６日検索。

非特許文献２における従来品との比較からも分かるように、液晶表示装置の縦横の外寸が同じである場合、ドライバ回路や各種周辺回路を液晶パネル上に内蔵することにより、有効表示画面領域は、ＳＯＧ技術を用いない従来品の構成に比べて小さくなる。有効表示画面領域の大きさを、ＳＯＧ技術を用いない構成と同様にするためには、液晶パネル自体の大きさ（外寸）を大きくすればよい。しかし、車両用メータ装置１００のように、車体の構造上の面から設置スペースに制約がある場合、液晶パネルの外寸を変更することは困難である。

一方、本発明の構成は、既にあるゲートドライバ回路基板１５と、液晶パネル１２とバックライトパネル１３を含む積層体１２３（図６参照）の側面との間隙に、補助金属遮蔽材２０を配置する構成であるため、液晶パネル自体の大きさは変わらず、有効表示画面領域の大きさも狭くならない。また、液晶表示装置１自体の外寸も大きくする必要がないという利点がある。

以上、本発明の実施の形態を説明したが、これらはあくまで例示にすぎず、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲の趣旨を逸脱しない限りにおいて、当業者の知識に基づく種々の変更が可能である。

車両用メータ装置の全体構成を示す図。 液晶表示装置の構成の概略を示す図。 背面金属遮蔽材および補助金属遮蔽材の構成の概略を示す展開図。 補助金属遮蔽材に設けられる貫通部の構成例を示す図。 液晶表示装置の組み立て時の概略図。 図５のＡ−Ａ’における断面図。 液晶表示装置を組み立てたときの、回路基板側から見た図。 液晶表示装置のハードウェア構成例を表すブロック図。 図６との比較を行うための、従来技術による液晶表示装置の構成を示す断面図。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ ＥＣＵ
１１ ベゼル（金属フレーム）
１１ａ フレーム本体
１１ｂ 遮蔽壁部
１２ 液晶パネル
１３ バックライトパネル
１４ ソースドライバ回路基板
１４ａ ソースドライバＩＣ
１５ ゲートドライバ回路基板（配線部）
１５ａ ゲートドライバＩＣ（ドライバＩＣ）
１６ メイン回路基板
１７ 背面金属遮蔽材
２０ 補助金属遮蔽材（板状部材）
２０ａ，２０ｂ スリット（貫通部）
２０ｃ，２０ｄ 孔部（貫通部）
１００ 車両用メータ装置

Claims (2)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルの側縁から該液晶パネルの背面側へ延出する配線部を介して接続された、該液晶パネルを駆動するドライバＩＣと、
   前記液晶パネルの画面周縁を覆うとともに、外周縁が前記画面に沿って前記ドライバＩＣよりも外側に延出するフレーム本体と、その延出部分の外周縁から前記液晶パネルの背面側へ前記ドライバＩＣに対し外側に対向する形で延出する遮蔽壁部とが一体化され、前記遮蔽壁部が、前記液晶パネルと、該液晶パネルを背面から照明するバックライトパネルとが積層された積層体の側面を覆う金属フレームと、
   前記金属フレームの内側の、前記液晶パネルの背面側にて、前記ドライバＩＣと前記積層体の側面とが形成する間隙に、該金属フレームの前記遮蔽壁部とで前記ドライバＩＣを挟み込むように配置される板状部材であって、予め定められた電磁波を遮蔽するために、板厚方向に貫通する貫通部が分散形成された補助金属遮蔽材と、
   を有することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライトパネルの背面を覆う背面金属遮蔽材が取り付けられ、
   前記補助金属遮蔽材が、前記背面金属遮蔽材の外周縁に一体化されている請求項１に記載の液晶表示装置。

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