JPH0293425A - 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］ 本発明は画像を表示する液晶装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、液晶装置における液晶セルは、第１３図に示すよ
うな方法で固定されていた。同図において、３０は液晶
が封入されたセル、３１は液晶セル３０を電気的に駆動
する回路基板、３２は上偏光板、３３は下偏光板、３４
は液晶セル３０と回路基板３１を電気的に導通するゴム
コネクタ、３５はバックライト、３６は液晶セル３０お
よび上偏光板３１を固定するフレーム、３７は液晶セル
３０と回路基板３１とバックライト３５を結合するため
のフレーム３６の折り曲げ部である。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記従来例の液晶セル固定法は、ネマチ
ック液晶セルに関するものであり、強銹電性液晶（以下
ＦＬＣと呼ぶ）セルを同様の方法で固定した場合には以
下に述べる種々の問題点があり、ＦＬＣセルを固定する
最適な方法は未だ存在しないのが現状である。すなわち
、第１３図に示すような方法でＦＬＣセルを固定した場
合、（１）液晶セルを固定するには少なからず液晶セル
に歪を与えてしまい、その結果、配向が変化して画質劣
化を起こす。

（２）ネマチック液晶に比較して、はるかに小さな衝撃
や振動でもそれが液晶セルへ伝達されると、配向性が変
化して画質劣化を起こす。

（３）ＦＬＣ液晶は温度依存性が高く、液晶セル自体の
発熱、回路基板からの発熱、およびバックライト光源か
らの発熱等により液晶セル面内温度分布が乱れ、部分的
に画像が表示できなくなる。

という欠点があった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明によれば、上述の問題を解決するため、液晶セル
の固定構造として外部負荷に対して液晶セルに歪を与え
にくい剛体を用いたことを特徴としている。

また、本発明の好ましい態様によれば、前記固定構造と
して機械的な外部負荷に対して変形し難く、熱容量が大
きく、共振周波数を８行可能な剛体、例えば金属ダイキ
ャストを液晶セルの上部と下部に配置し、弾力性の有る
ゴム部材を介して液晶セルを挟み、剛体の上部と下部を
複数のネジで締め付け、その後熱を利用した液晶セルの
配向制御処理を行なっている。

［作用］ したがって、本発明によれば、液晶セルを安定した状態
で確実に保持することが可能となり、固定した液晶に歪
を与えないため、固定後は変形による配向の変化および
画像の劣化はない。また、前記好ましい態様によれば、
液晶セルの耐’ｉＬ　Ｎ性、耐据動性、組立生産性が向
上し、かつ使用環境温度条件を緩和することができる。

さらに、金属ダイキャストのような熱伝導率が高く、か
つ熱容量の大きい剛体を用いることにより、温度依存性
についても液晶セルの面内の温度分布の均一化が可能と
なり、画質の向上が期待できる。

［実施例］ 以下、図面により本発明の詳細な説明する。

第１図は、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の
断面図である。第２図は、第１図の液晶表示装置の斜視
図である。図において、１は画像表示用の液晶セル、２
は液晶セル１を電気的に駆動するための回路基板、３は
液晶セル１を押さえるための充分な熱容量と剛性を備え
た上フレーム、４は液晶セルおよび回路基板２を受ける
ための充分な熱容量と剛性を備えた下フレーム、５は上
フレーム３と下フレーム４を結合するためのネジ、６は
液晶セル１と上フレーム３および液晶セル１と下フレー
ム４の間で緩衝効果を備えた弾性体のゴム部材、７は回
路基板２と下フレーム４との間での電気的ショートを防
止するための絶縁板、８は液晶セル１を照明するための
バックライトである。

第３図は、第１図の液晶表示装置の製造工程を示す。同
図において、１は液晶が注入され、封止が終了した液晶
セル、２は液晶セルを駆動するための回路基板、３は液
晶セル１を固定するための剛体である上フレーム、４は
液晶セル１を乗せるための剛体である下フレーム、５は
上フレーム３を下フレーム４に液晶セル１をはさんで締
め付けるためのネジ、８は液晶セル１を照明するバック
ライトである。また、１０は配向制御処理用のオーブン
である。

第３図において、（ａ）は液晶セル１が完成した状態、
（ｂ）は液晶セル１に回路基板２が接合された状態、（
Ｃ）は液晶セル１を上下フレーム３．４に固定するセル
固定工程、（ｄ）は固定された液晶セルｌの配向の乱れ
を除去するための配向制御処理工程、（ｅ）は液晶セル
１および回路基板２を上下フレーム３．４に固定して出
来上がった液晶セル固定構造体にバックライト８を取付
けて液晶表示装置に仕上げるバックライト取付は完成工
程である。

次に、この第１の実施例の特徴について説明を加える。

第４図は、第１図の液晶セル固定構造を備えた液晶表示
装置を搭載した電子装置、例えばワードプロセッサ（以
下、ワープロと称す）の断面図である。同図において、
１１は第１図の液晶表示装置、１２は液晶表示装置１１
のコントローラ部、１３はワープロのコントロールおよ
びメモリ部、１４はワープロの電源部、１５はワープロ
の人力演算部、１６は液晶表示装置１１を保護するため
の窓、１７はワープロの操作ボタン、１８はワープロ全
体を保護し、かつ液晶表示装置１１を固定するためのワ
ープロ用外ケースである。

外ケース１８は弾性を有するプラスチック材で作られて
いるため、静的な機械的外力に対して緩衝効果はあるが
、変形を起こし易い。しかしながら、第１図の液晶表示
装置１１は下フレーム４が金属ダイキャスト製の剛体で
あるため、変形は起きず、したがって液晶表示装置１１
の液晶セル１は初期状態の平面性を維持できる。

次に動的な機械的外部負荷としての耐振動性に関して説
明する。外部からの振動、例えば輸送時の振動は一般的
に１０Ｈｚ〜１００Ｈｚ付近であるが、この撮動加速度
を受ける外ケース１８と下フレーム４の間では共振が発
生する。同じく下フレーム４と液晶セル１の間でも共振
が発生する。

その場合、下フレーム４が金属ダイキャストの剛体であ
るため、最大加速度発生の共振点は１００Ｈｚを充分に
越えてしまい、結果として液晶セル１にかかる加速度は
減衰することになる。

次に、熱の均一化について説明する。第５図（ａ）〜（
Ｃ）は上下フレーム３．４が熱を伝導し難い材質からな
る場合の温度分布を示す。熱源としては■駆動時におけ
る液晶セル内部の自己発熱、■駆動回路部の発熱および
■バックライト内のランプ光源からの発熱に大別される
。このうち■自己発熱と■駆動回路部の発熱は切離して
評価できないが、液晶セル面内の温度分布に大きな影響
を及ぼすのは■駆動回路部の発熱である。駆動回路部は
、温度上昇が液晶セル面温度に比して大きく温度差が大
きくなるため、液晶セル１内では第５図（ａ）に示すよ
うに駆動回路基板２に近い箇所と遠い箇所で温度ムラが
発生する。液晶セル１内部の発熱は、主に画像切換時に
液晶セル内部の電極部に流れる分極反転電流によるジュ
ール熱が原因であるが、熱量が少ないうえ発生した熱は
液晶セル面内を熱伝導してほぼ均一に伝わるため、液晶
セル面内温度分布への影響は無視で籾る程度である。次
に■バックライト８内のランプ光源４３の発熱に起因す
る温度分布を第５図（ｂ）に示す。液晶セル面内の温度
分布はランプ４３の位置によって変化するが、ランプ端
部の電極近傍の発熱量が大部分を占めるため液晶セル面
内の周辺部が高温になる。以上よりこれら全ての発熱源
を合わせた温度分布は第５図（Ｃ）のようになり、液晶
セル面内温度分布が大きくなる。このため、駆動電圧、
駆動周波数等の駆動条件温度依存性の大きいＦＬＣでは
、液晶セル面内全体に渡って均一な画像を表示すること
が困難となり、はなはだしい画質の劣化を生じる。

しかしながら、第１図の液晶表示装置では液晶セル１の
周辺部に、熱伝達率および熱容量の大きい金属性の部材
である上下フレーム３．４を配したため、液晶セル面内
温度分布は大幅に低減されて第５図（ｄ）に示すように
ほぼ均一化され、良好な画質が得られることになる。

次に、この第１の実施例における第３図の製造工程につ
いて説明を加える。

第６図（ａ）は液晶セルの断面を拡大視したものである
。同図において、２１は強説電性液晶、２２は液晶２１
を両面から空隙的１．４μｍで保持するための厚さ１．
１ｍｍのガラス基板、２３は液晶２１を駆動するための
膜厚約１５００人のＩＴＯ（Ｉ　ｎ２０３−３ｎＯ２）
電極膜、２４は液晶２１の配向性を保つための膜厚約１
００人の配向膜である。

第３図の製造工程中、第３図（ａ）で示すようにガラス
基板２２間に液晶２１の注入を終えて液晶セル１を完成
し、第３図（ｂ）で示すように回路基板２を接合した時
点では、液晶セル１の液晶２１は、第６図（ａ）に示す
ように規則的な層構造を成している。ところが、液晶セ
ル１を固定するため第３図（ｃ）に示す構造に組立てた
後は、液晶セル１と周囲のフレーム３．４との平面度の
違いとネジ５の締付力により液晶セル１が変形し、第６
図（ｂ）に示すように液晶２１の層が崩れてしまう。こ
の状態で画像を表示すると、液晶２１の規則的な動きが
損なわれ、良好な画質が得られない。そこで、この第１
の実施例においては、第３図（ｃ）の液晶セル固定構造
体に組み立てた後、第３図（ｄ）に示すように、オーブ
ン１０で熱処理を行なう。この結果、液晶２１は、第６
図（ｃ）に示すように再び規則的な層構造を形成する。

この状態で画像を表示すると、液晶２１が規則的に制御
され、良好な画質が表示される。

最後に、この第１の実施例の特徴である液晶セル固定に
おけるネジの配置および弾性体のゴム部材について説明
を加える。第７図はこの実施例の液晶表示装置の平面図
である。同図において、第１図と共通の部材には同一の
符号を付しである。

すなわち、３は液晶セル１を弾性力のあるゴム部材６を
介してネジ５を使って下フレーム４へ押さえ込むための
剛体の上フレーム、５は液晶セル１をゴム部材６を介し
て上フレーム３の上から締め付けるためのネジ、１は画
像を表示する液晶表示パネル（液晶セル）、６は下フレ
ーム４と液晶セル１の間および上フレーム３と液晶セル
１の間に位置して液晶セル１に対して緩衝効果を持つ平
面配置状態のゴム部材である。

前記第３図（Ｃ）に示す液晶セル固定工程において、ネ
ジ５を締め付けることにより、ゴム部材６を介して液晶
セル１に力が加わり液晶セル１に歪が発生する。歪が発
生すると液晶セル１内の液晶２１は第６図（ｂ）の状態
となり、液晶セル１の画質が劣化しやすくなる。特に強
誘電性液晶セルにおいて歪が発生するとスイッチング不
良をひき起こすサンデッドテクスチャーの如き配向膜れ
が生じやすく、その場合、液晶セル１に正確す画像が表
示されないことは前述の通りである。そこで、ここでは
、液晶セル１にできる限り均等に力が加わり歪を小さく
抑えるために、複数のネジ５は液晶セル１の中心に対し
ほぼ対称にまたほぼ等間隔にそれぞれ位置している。液
晶セル１が機器に組込まれた後も、ｍ１ｌｌ衝撃等が機
器に加わることにより液晶セル１に歪が加わる可能性が
あるが、ここでは、筐体となる上下フレーム３．４を剛
性の大きい材料で作っているため筐体にほとんど歪は発
生せず、また、剛性の大きい上下フレーム３．４の共振
点移行効果と前記ゴム部材６の緩衝効果により機器への
振動衝撃などは充分に減衰された後、液晶セル１に伝わ
るため、液晶セル１の歪は小さく抑えられる。

［他の実施例］ 第８図は本発明の第２の実施例を示す。図中、第１図と
同一の符号を付した部材は第１図と共通の部材である。

４０は液晶セル１を固定するための接着剤である。この
ように上フレーム３およびネジ５等を除去することによ
り、液晶表示装置の高さを低くすること、および重量を
軽減することが可能である。

第９図は本発明の第３の実施例を示す。図中、１から４
０までは第８図と同じ構造である。４１は下フレーム４
の表面に加工された放熱用フィンである。これにより、
熱の発散の促進が可能となる。

第１０図は本発明の第４の実施例を示す。図中、１から
８までは第１図と同じ構造であるが、回路基板２と、絶
縁板７の位置を変更し、さらに、ゴム部材６の一部を４
２のゴムコネクタに変更している。この第１０図の構成
によれば、構造の単純化とコストダウンが可能となる。

第１１図は本発明の第５の実施例を示す。図中、４３は
バックライト８に組み込まれたランプ、４４はランプ４
３の電極部である。ランプ電極部４４からの発熱量が大
きい場合、下フレーム４の一部を切り欠いてランプ電極
部４４と下フレーム４とを熱的に結合し、熱を下フレー
ム４へ導くことで、液晶セル１の温度ムラを減少するこ
とが可能となる。

第１２図は本発明の第６の実施例を示す。図中、４５は
形状記憶合金製で、液晶セル１を挟み込む状態を記憶さ
せたフレーム、４６はフレーム４５の液晶セル１のはさ
み込み部分である。第１２図（ａ）の状態にして液晶セ
ル１および回路基板２を組み込み、それを形状記憶した
温度環境に設置すると同図（ｂ）の記憶した状態にフレ
ーム４５が変形し、液晶セル１を確実に挟み込む。ここ
で、形状記憶した温度と液晶セル１の配向制御処理の温
度を一致させておけば、１工程で液晶セル１の挟み込み
と配向制御処理が可能となり合理的である。

［効果］ 以上説明したように、本発明によれば、■液晶セル組立
時における機械的な外部負荷から該液晶セルの変形を防
止できるため画質が劣化しないので、確実に強誘電性液
晶セルを固定できる。

■液晶表示装置の輸送時や使用時に発生する衝撃や振動
に対して液晶セルの配向劣化を最小限に留めることがで
きるため、信頼性が向上する。

■液晶表示装置をポータプルタイプのワープロ等、衝撃
や振動を与えやすい厳しい条件の製品に搭載できる。

■液晶表示装置の輸送条件、例えば梱包仕様等を簡略化
できる。

■液晶表示装置を塔載した製品の使用温度環境が緩和で
きる。

■内部発熱を液晶セル面で均一化できるため、他の放熱
部品が不要となり、液晶表示装置のコンパクト化を計れ
る。

■液晶表示装置をワープロ、テレビ等に搭載した後、外
部衝撃等によって液晶セルの画質が劣化した場合、該筐
体に組み付けた状態で再配向処理が可能でサービス性の
向上が計れる。

等の効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の第１の実施例に係る液晶表示装置の
構造を表わす断面図、 第２図は、第１図の液晶表示装置の構造を表わす斜視図
、 第３図は、′ｓ１図の液晶表示装置の製造工程を表わす
製造工程図、 第４図は、第１図の液晶表示装置を搭載したワープロの
断面図、 第５図（ａ）（ｂ）（ｃ）は、液晶表示装置動作時、液
晶セルからの放熱を考慮しない場合の各発熱源の及ぼす
熱による面内温度分布図、　第５図（ｄ）は、第１図の
液晶表示装置における実際の液晶セル面内温度分布図、 第６図は、強説電液晶セルの層構造の変化を示す拡大断
面図、 第７図は第１図の液晶表示装置の平面図、第８図〜第１
２図は、それぞれ本発明の他の実施例に係る液晶表示装
置の構造を表わす断面図、そして 第１３図は、従来例としての液晶表示装置の構造を表わ
す断面図である。 １：液晶セル、 ２：回路基板、 ３：上フレーム、 ４：下フレーム、 ５：ネジ、 ６：ゴム部材、 ７：絶縁板、 ８：バックライト、 １０：配向制御用オーブン、 １１：液晶表示装置、 １２：コントローラ部、 １３：メモリ部、 １４：電源部、 １５：入力演算部、 １６：窓、 １７：操作ボタン、 １８二ケース、 ２１：液晶、 ２２ニガラス板、 ２３：ＩＴＯスｊ膜、 ２４：配向膜、 ：従来例の液晶セル、 ：従来例の基板、 ：従来例の上偏光板、 ：従来例の下偏光板、 ：従来例のゴムコネクタ、 ：従来例のバックライト、 ：従来例のフレーム、 ：従来例のフレーム折り曲げ部、 ：接着剤、 ：放熱用フィン、 ：ゴムコネクタ、 ：ランプ、 二ランプの電極部、 ：形状記憶合金性フレーム、 ：挟み込み部分。 第 図

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像を表示する液晶表示装置において、液晶セル
   の支持部材が外部負荷に対して液晶セルに歪を与えにく
   い剛体構造であることを特徴とする液晶表示装置。
2. （２）前記支持部材が剛体として金属ブロックあるいは
   金属ダイキャストを使用し、直接液晶セルに触れる部分
   に弾性部材を挟み込んで固定するものであることを特徴
   とする請求項１記載の液晶表示装置。
3. （３）前記液晶セルを、弾性部材を挟み込んで金属ブロ
   ックまたは金属ダイキャスト製支持部材に固定した後に
   、加温、保温、徐冷という液晶セルの配向制御処理を行
   なったことを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
4. （４）前記剛体は液晶セルの上部と下部に分割されてお
   り、液晶セルと弾性部材を挟み込んだ後に複数のネジで
   剛体上部と下部を締め込むことで液晶セルを固定したこ
   とを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
5. （５）前記ネジは、液晶セルの中心に対してほぼ対称に
   かつ等間隔に配置されていることを特徴とする請求項４
   記載の液晶表示装置。
6. （６）前記剛体下部には液晶セルを照明するバックライ
   トの固定部を備えることを特徴とする請求項４記載の液
   晶表示装置。
7. （７）前記剛体は熱容量を充分に備えた部材であること
   を特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
8. （８）前記剛体は、液晶セルの振動共振点をこの液晶表
   示装置に外部から加えられる振動の周波数より充分高い
   周波数へ移行可能な材質からなることを特徴とする請求
   項２記載の液晶表示装置。
9. （９）前記弾性部材としてゴム系の接着剤を使用したこ
   とを特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
10. （１０）前記剛体に放熱フィンを一体的に設けたことを
    特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
11. （１１）前記弾性部材にゴムコネクタを使用したことを
    特徴とする請求項２記載の液晶表示装置。
12. （１２）前記剛体が形状記憶合金であることを特徴とす
    る１〜１１のいずれかに請求項２記載の液晶表示装置。
13. （１３）前記液晶が強誘電性液晶であることを特徴とす
    る請求項１〜１１のいずれかに記載の液晶表示装置。
14. （１４）前記液晶が強誘電性液晶であることを特徴とす
    る請求項１２記載の液晶表示装置。
15. （１５）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチック液晶
    であることを特徴とする請求項１３または１４記載の液
    晶表示装置。