JPH03203773A

JPH03203773A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH03203773A
Application number: JP1343132A
Authority: JP
Inventors: Hirobumi Iwamoto; 博文岩本; Hisao Tajima; 尚雄田島; Makoto Uehara; 誠植原; Yoshihiro Onitsuka; 義浩鬼束
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1989-12-29
Filing date: 1989-12-29
Publication date: 1991-09-05
Anticipated expiration: 2009-05-11
Also published as: JPH0636132B2

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、特に強誘電性液晶表
示装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来、液晶表示装置に於ける液晶パネルは第７図に示す
ような方法で固定されていた。同図に於て、７０４は液
晶が封入された液晶パネル、７０３は上偏光板、７０５
は下偏光板、７０２は液晶パネル７０４を電気的に駆動
する回路基板、７０６は液晶パネル７０４と回路基板７
０２を電気的に導通するゴムコネクタ、７０７は液晶パ
ネル７０４を照明するためのバックライト、７００は液
晶パネルを固定するフレーム、７０１は液晶パネル７０
４と回路基板７０２とバックライト７０７を結合するた
めのフレーム７００の折り曲げ部である。

しかし、」１記従来例の液晶パネル固定法はネマチック
液晶パネルに関するものであり、強誘電性液晶パネルを
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
点がある。すなわち、第７図に示すような方法で強誘電
性液晶パネルを固定した場合、（１）液晶パネルを固定する際、少なからず液晶パネル
に歪が与えられるため強誘電性液晶の配向が変化して画
質の劣化を起こす。

（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パネルへ伝達されると配向性が変
化して画質の劣化を起こす。

そこで本発明者らは第８図に示すような方法を先に提案
した（特願昭６３−２４２５７７号）。

同図に於て８０５は画像表示用の液晶パネル、８０２は
液晶パネル８０５を電気的に駆動するための回路基板、
８０３は液晶パネル８０５と回路基板８０２を電気的に
接続するためのフレキソプルなプリント配線フィルム、
８０１は液晶パネル８０５と回路基板８０２を支持する
ための充分な剛性を備えた筐体で、例えば金属ブロック
あるいは金属ダイキャストが使用される。８０６は液晶
パネル８０５を固定するための接着剤、８０４は回路基
板８０２と筺体８０１との間を電気的絶縁するための絶
縁板、８０７は液晶パネル８０５を照明するためのバッ
クライトで、前面に散乱拡散光を得るための拡散板８０
８が設けられている。

本方法によれば、機械的な外部負荷に対して液晶パネル
８０５に歪を与えに（い金属筺体８０１を用いたため、
液晶パネル８０５を安定した状態で確実に保持すること
ができ、固定後は外力による配向の変化及び画質の劣化
を防止することが可能となった。

〔発明が解決しようとしている課題〕

しかしながら、上記従来例では金属筐体を用いたため静
的な外力による機械的変形に対しては効果が大きいが、
液晶表示装置が衝撃、振動などの動的外部負荷を受けた
時には次の様な問題があった。すなわち、第８図に於て
液晶パネル８０５はその下面周辺部を筐体８０１上に接
着剤８０６を用いて固定されているために、＋Ｚ力方向
衝撃を受けると液晶パネル８０５は周辺部を支点とじて
中央部が＋Ｚ力方向変位し液晶パネル８０５に曲げ変形
が生じる。従って液晶パネルのサイズが大型化すると曲
げ変形が大きくなり変形量が所定の値を越えると配向が
変化して画質が劣化するという問題があった。そこで液
晶パネル８０５の曲げ変位を小さ（するために、液晶パ
ネル８０５をハックライＩ−８０７−ｈの拡散板８０８
の上面に直かに面接触させて曲げ変位を抑えることが考
えられるが、この場合は液晶パネルの固定後に行なう歪
除去のための配向制御の熱処理で問題が生ずる。すなわ
ち、強誘電性液晶にはネマチック液晶に比較して、はる
かに小さな機械的ストレスで配向性が変化するため、液
晶パネル取付後に液晶パネルを強誘電性を示すカイラル
スメクチックＣ相よりも高い１ｌ１１！度まで加熱して
、その後カイラルスメクチックＣ相の所定の温度まで徐
冷することによる配向制御処理（以下、再配向処理と称
す）を行なう必要がある。この時、第８図に於てバック
ライト８０７及び拡散板８０８は通常、プラスデック製
であり、それらの熱膨張係数は液晶パネル８０５と比べ
てかなり大きいため、それらが液晶パネル８０５と接触
していると加熱ピーク時に液晶パネル８０５はバックラ
イト８０７及び拡散板８０８から大きな曲げ変形力を受
ける。加熱ピーク時と徐冷後とで液晶パネルの状態が異
なると、再配向処理を行なっても強誘電性液晶は均一な
層構造とならず、従って液晶パネルの配向制御ができな
（なるという問題があった。

さらに、金属筐体を使用しているため、プラスチックと
比べてコストが高く、重量も大きいという欠点があった
。

〔課題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、液晶パネル
の固定構造として、弾性部材により液晶パネルを筐体の
開口部内に宙吊りに支持し、その下方の空間が略密閉構
造であることを特徴としている。

従って本発明によれば、液晶表示装置が落下衝撃等の動
的外部負荷を受けた時、液晶パネルはエアーダンパの作
用により曲げ変形を軽減でき、配向の変化及び画質の劣
化を防止することができる。

〔実施例〕

以−ド、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。図に於て、１００は２枚の対向するカラス
基板１０１，１０２の間に液晶（図示せず）を挟持した
液晶パネル、１０３は上偏光板、１０４は下偏光板、１
０６は液晶パネル１００を駆動するための回路基板、１
０５は回路１１（板１０６と液晶パネル１００を電気的
に接続するためのフレキシブルなプリント配線フィルム
である。１０７は液晶パネル１００を支持するためのカ
ラスからなるパネル支持基板で、液晶パネル１００の下
面周辺部全周にわたってゴム系の接着剤１１４が塗布さ
れ液晶パネル１００を支持固定している。１０８は液晶
パネル１００　、パネル支持基板１０７及び回路基板１
０６を固定支持するための例えばプラスチックからなる
筐体であり、パネル支持基板１０７の端部と筐体の開口
窓部１０８−１の間に例えばゴム系のシリコン接着剤か
らなる弾性部材１１５が充填されている。

１０９は液晶パネル１００を照明するためのバックライ
ト、１１０はバックライト１０９からの照射光を散乱拡
散光にするための拡散板で、バックライト１０９の内部
のランプや反射板等は図示しない。１１８は下面を拡散
板１１０に支持され、上面周辺部が筐体開口窓部１０８
−１に当接された、例えばカラスからなる仕切板である
。仕切板１１８はバックライト１０９及び拡散板１１０
に支持されているため＋Ｚ力方向は変位を生じない。１
１７はパネル支持基板１０７、筐体開口窓部１０８−３
仕切板１１８及び弾性部材１１５で周囲を囲まれた略密
閉空間て、筺体１０８に設けられた小孔１１６を介して
外気に通じている。

１１１は液晶パネル１００を保護するための保護ガラス
で、上カバー１１２の開口窓部に固定されており、１１
３はバックライト１０９及び筐体１０８の底面を被う下
カバーである。上カバー１１２と下カバー１１３はネジ
（図示せず）で結合され、ノイズ低減のためともに回路
基板１０６のアース電位に接続されている。

次に、この第１の実施例の特徴について述べるが、まず
、画質劣化の原因となる液晶の配向劣化について説明す
る。第２図−（１）は液晶パネル２００の断面を模式的
に拡大したものである。同図に於て２０１は強誘電性液
晶、２０２及び２０３は強誘電性液晶２０１を両面から
間隙約１．４μｍで保持するだめの厚さ１．１ｍｍのガ
ラス基板、２０４及び２０５は強誘電性液晶２０１を駆
動するための膜厚約１５００人のＩＴＯ（Ｉｒｚ　０３
−３ｎＯｚ　）電極膜、２０６及び２（）７は強誘電性
液晶２０１の配向性を保つための膜厚約１００へのポリ
イミド配向膜で、強誘電性液晶２０１は中央部が折れ曲
がった規則的な層構造を形成している。

次に液晶パネル２００が＋Ｚ力方向機械的外力を受ける
と液晶パネル２００は変形し、所定の値以−トの変形を
受けると第２図−（２）に示すように強誘電性液晶２０
１の層構造が崩れ、サンデッドテクスチャーのような配
向欠陥を生じる。この以態て画像を表示すると、強誘電
性液晶２０１の規則的なスイッチングが損なわれ、良好
な画質が得られなくなる。実際の液晶パネル支持形態に
於ては、液晶層構造の崩れを伴うような液晶パネルの変
形は局所的な曲げ変形として現われ易い。つまり一様な
曲げ変形を受けている領域では局所的曲げ変形の領域よ
りも液晶の層構造は崩れに（い。第３図は第８図に示す
従来の液晶表示装置が＋Ｚ力方向落下衝撃を受けた時の
液晶パネル８０５の曲げ変形状態を表わしたものである
。図中、第８図と同一の符合は同一の部材を表わしてい
る。液晶パネル８０５は初期状態と比べて中央部ＣがＺ
方向に最も太き（変位し、接着剤８０６の直上部Ａは支
点となって変位を生じない。液晶パネル８０５の全領域
に於て、最も急激に単位面積あたりの曲げ変形量が太き
（なる（曲率半径が小さい）のはＢ部近傍であり、この
部分にサンデッドテクスチャーの如き配向欠陥が現われ
る。

また、このような液晶パネル支持形態では、液晶パネル
のサイズが大型化するにつれて局所的曲げ変形も大きく
なり耐衝撃性能がさらに低下する。

しかしながら、本発明の実施例に於ては弾性部材を用い
て液晶パネルを筐体の開口窓部内に宙吊りに支持し、そ
の下方の空間が略密閉構造であるため、液晶パネルは衝
撃を受けてもエアーダンパの作用により、曲げ変形量が
極めて小さく抑えられ、サンデッドテクスチャーの如き
配向欠陥の発生を防止することが可能となる。第４図は
本実施例の液晶表示装置６が＋Ｚ力方向落下衝撃を受け
た時の液晶パネル１００の曲げ変形状態の特徴を表わす
ため、弾性部材１１５に支持されたパネル支持基板１０
７の状態を模式的に表わしたものである。液晶パネル１
００は接着剤１１４でパネル支持基板１０７に固定され
ているため、パネル支持基板１０７の変形にほぼ追従す
る。

まず、第４図−（１）は第１図の実施例の液晶表示装置
からバックライトｌＯ９，拡散板１１０及び仕切板１１
８を取除き、略密閉空間１１７が存在しない状態で」〜
Ｚ力方向落下衝撃を与えた時のパネル支持ノ、（板１０
７の曲げ変形状態を表わしている。尚、」ニカハー１１
２．下カバー１１３及び保護ガラス１１１も取除いであ
る。この時、弾性部材１１５が＋Ｚ力方向太き（変位し
、パネル支持基板１０７は一様に大きな曲げ変形を生ず
る。

次に第４図−（２）は本実施例の液晶表示装置が＋Ｚ力
方向落下衝撃を受けた時のパネル支持基板１０７の状態
を表わしている。この場合は略密閉空間１１７がエアー
ダンパとしてパネル支持基板１０７に均等に作用するた
め、パネル支持基板の曲げ変形量は小さく、従って液晶
パネル１０（）の曲げ変形量も小さく耐衝撃性能が向」
ニする。

第５図はエアーダンパの効果を示すため、第４図−（１
）、（２）各々の状態について液晶パネルの曲げ変形量
と落丁衝撃値の関係を表わした特性図である。この時用
いた液晶パネルのサイズは縦３００ｍｍ１横２５０ｍｍ
、厚さ１．１ｍｍＸ２、パネル支持基板の大きさは液晶
パネルサイズとほぼ等しい。ここでは便宜上、曲げ変形
量を表わすパラメーターとして、パネル支持基板端部の
ａ点及び中央部す点の初期状態からの＋Ｚ力方向の変位
■をそれぞれＡ、Ｂとし、Ｘ＝Ｂ−Ａを用いる。図中・
印はサンデッドテクスチャーの出現を表わし、○印は欠
陥が発生せず良好な画像が得られたことを表わしている
。第５図よりＸ２．５ｍｍ以上て配向欠陥が発生してい
るが、本実施例ではエアーダンパの作用によって液晶パ
ネルの曲げ変形量が小さ（抑えられるため、耐衝撃性が
大きく向」−できたことが判る。

以上述べた様に本実施例に於ける略密閉空間１１７はエ
アーダンパ作用を得るために必須のものであるが、必ず
しも完全な密閉状態である必要はなく、小さな空気逃げ
穴か隙間が存在しても上述のエアーダンパ作用が得られ
ている。これは落下ｉφｉ撃時の作用時間が通常６　＝
　］　ｌ　ｍ　ｓ　ｅ　ｃと非常に短時間であることに
よる。むしろ好ましい形態では以下に述べる理由から、
完全密閉空間よりも小孔等の空気逃げ穴があった方が良
い。すなわち、液晶表示装置が飛行機等で空輸される場
合、かなりの減圧状態にさらされるため、完全密閉空間
では内部の空気が著しく膨張して液晶パネルに大きな曲
げ変形を与えることが考えられる。また、本実施例の液
晶表示装置に於ける小孔は、曲げ変形パラメーターＸが
、Ｘ＜２．５ｍｍを満足できる範囲内で、小孔の大きさ
９位置、形状１個数等を任意に設定することができ、必
ずしも筐体に設ける必要はなく、例えばバックライト側
へ設けても長い。液晶パネルのサイズが異なる場合でも
、エアーダンパ作用を有する範囲で小孔を自由に設定し
て良い。

以−には略密閉空間１１７のエアーダンパとしての作用
を」Ｚ方向の落下衝撃について説明したが、略密閉空間
１１７はその性質上−Ｚ方向の落下ｉΦｉ撃についても
有効である。すなわち−Ｚ力方向液晶パネル１００が衝
撃を受けて変位する際も、略密閉空間１１７は膨張を抑
えるため液晶パネル全面に亙って均等に液晶パネルの曲
げ変位を抑える働きをする。従って、本発明の液晶表示
装置は、強誘電性液晶パネルの耐衝撃性が最も弱い±Ｚ
力方向落下衝撃に対して有効であるばがりでなく、振動
に対しても同様の効果を有している。

さらに本発明は、その構成上液晶パネル１００を筺体１
０８の上面に支持固定する必要がないため、液晶パネル
の配向劣化に対する筺体１０８の機械的強度依存は従来
例はど大きくない。また、既に説明した再配向処理時に
液晶パネルが曲げ変形力を受けることもない。従って金
属筐体よりも剛性の小さいプラスチック製筐体を使用す
ることが可能となる。また、従来例第８図の絶縁板８０
４も本実施例では不要である。また、本実施例では弾性
部材１１５としてゴム系のシリコン接着剤を用いたが、
これに限定されず、弾性を有する他のゴム部材を用いて
も良い。

〔他の実施例〕

第６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。

本実施例に於ては、弾性部材６０１が液晶パネル１００
の下面周辺部に直かに接して液晶パネル１００を支持し
ている。また拡散板１１０が第１図の支切板１１８の機
能を果している。この時、拡散板１１０はＺ方向に変位
しないようにバックライト６０２に支持されている。さ
らにバックライト６０２は第１の実施例の筐体１０８と
一体的にプラスチックで形成されている。６０３は、液
晶パネル１００．バックライトの開口窓部６０２−１．
拡散板１１０及び弾性部材６０１によって囲まれた略密
閉空間である。

以上の構成に於ても第１の実施例と同様な効果を得るこ
とができる。このように第１図のパネル支持基板１０７
、仕切板１１８及び筺体１０８を除去あるいは他部材と
一体化させることによって部品点数の削減が可能となっ
てコストダウンになるばかりでなく、液晶表示装置の薄
型化および重量を軽減することが可能である。

以上は強誘電性液晶について主に耐衝撃性能の向上を説
明したが、本実施例の液晶パネル支持構造はネマチック
液晶についても有用であることはいうまでもない。また
、本実施例は透過型の液晶表示装置に限定されるもので
はなく、反射型の液晶表示装置についても有用である。

この場合は、第６図のバックライト６０２が照明機能を
有さない支持部材となる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、（１）液晶パネ
ルを宙吊りに固定し、エアーダンパ作用を利用できるた
め、液晶表示装置の輸送時や使用時に発生する機械的外
力、落下衝撃及び振動に対して液晶パネルの配向劣化を
防止することができ、強誘電性液晶を用いた液晶表示装
置の信頼性を飛躍的に向上することができる。

（２）特に、大版サイズの強誘電性液晶パネルの実用化
に有効である。

（３）液晶パネルを宙吊りに固定した構造のため、液晶
パネル組立時に於ける機械的な外部負荷による液晶パネ
ルの変形を最小限にとどめることができ、確実に強誘電
性液晶パネルを固定できる。

（４）プラスチック筐体あるいは非金属筐体が使用でき
るため、コストダウン及び軽量化の効果が大きい。

（５）液晶表示装置を使用中に、何らかの異常で液晶パ
ネルの画質が劣化した場合、液晶パネルが筐体に組み付
けられたままの状態で再配向処理をすることが可能とな
り、装置の保守性向−にが５１れる等の効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の液晶表示装置の断面図、第２図は強誘
電性液晶パネルの層構造の変化を示す拡大断面図、第３図は従来の液晶表示装置が落下衝撃を受けた時の液
晶パネルの変形状態を示す断面図、第４図は本発明の液
晶表示装置が落下ｉΦｉ繋を受けた時の液晶パネルの変
形状態の特徴を示す断面図、第５図はエアーダンパ作用の効果を示す特性図、第６図は本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の断
面図、第７図及び第８図は従来の液晶表示装置の断面図である
。０００３０４０６０７０８０９１０１１１２１３１５１１６；小孔１１７；略密閉空間１１８、仕切板２０１；強誘電性液晶６０１；弾性部材６０２；バックライト６０３；略密閉空間７００フレーム７０２；回路基板７０６　；　導電ゴムコネクタ８０１；筐体８０６　、接着剤；液晶パネル；上偏光板；下偏光板；回路基板、パネル支持基板；筐体；バックライト；拡散板；保護ガラス；上カバー；下カバー；弾性部材十ｚ方向の衡撃力０遂ノ（（ｑ）賞４図（２）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ａ、電極を設けた一対の基板と、該基板間に配置
した液晶とを有する液晶パネル、ｂ、該液晶パネルを支
持する支持部材及び、ｃ、該液晶パネルを該支持部材の開口部に宙吊りに固定
する弾性部材を有し、該液晶パネル、該支持部材および該弾性部材と
で囲まれた空間が略密閉空間であることを特徴とする液
晶表示装置。
（２）前記支持部材の下部に前記液晶パネルを照明する
バックライトを備え、前記液晶パネル、前記支持部材、
前記弾性部材及び該バックライトで囲まれた空間が略密
閉空間であることを特徴とする請求項第１項記載の液晶
表示装置。
（３）前記支持部材が空気逃げ部を有していることを特
徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
（４）前記支持部材がプラスチックであることを特徴と
する請求項第１項記載の液晶表示装置。
（５）前記弾性部材がゴム系の接着剤であることを特徴
とする請求項第１項記載の液晶表示装置。
（６）前記液晶が強誘電性液晶であることを特徴とする
請求項第１項記載の液晶表示装置。
（７）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶で
あることを特徴とする請求項第１項記載の液晶表示装置
。
（８）ａ、電極を設けた一対の基板と、該基板間に配置
した液晶とを有する液晶パネル、ｂ、該液晶パネルを支
持するパネル支持基板、ｃ、該パネル支持基板を支持する支持部材及びｄ、該パネル支持基板を該支持部材の開口部に宙吊りに
固定する弾性部材を有し、該パネル支持基板、該支持部材及び該弾性部材
とで囲まれた空間が略密閉空間であることを特徴とする
液晶表示装置。
（９）前記支持部材の下部に前記液晶パネルを照明する
バックライトを備え、前記液晶パネル、前記支持部材、
前記弾性部材及び該バックライトで囲まれた空間が略密
閉空間であることを特徴とする請求項第８項記載の液晶
表示装置。
（１０）前記支持部材が空気逃げ部を有していることを
特徴とする請求項第８項記載の液晶表示装置。
（１１）前記支持部材がプラスチックであることを特徴
とする請求項第８項記載の液晶表示装置。
（１２）前記弾性部材がゴム系の接着剤であることを特
徴とする請求項第８項記載の液晶表示装置。
（１３）前記液晶が強誘電性液晶であることを特徴とす
る請求項第８項記載の液晶表示装置。
（１４）前記強誘電性液晶がカイラルスメクチツク液晶
であることを特徴とする請求項第８項記載の液晶表示装
置。