JPH0467013A

JPH0467013A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH0467013A
Application number: JP17771290A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Onishi; 博之大西; Tsuyoshi Kamimura; 強上村
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-07-05
Filing date: 1990-07-05
Publication date: 1992-03-03

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液晶表示装置に関する。

従来の技術近年、液晶表示はボケソ）ＴＶ、　　ランプトップコン
ピュータのデイスプレィなど民生用およびＯＡ用の様々
なデイスプレィに使われるようになり、従来デイスプレ
ィに用いられていたＣＲＴにつぎつぎに置き換わってき
ている。現在市場に出ているのはネマチック液晶を用い
た２層式のＳＴＮ液晶がその主流を占めているが応答速
度視野角２表示容量などの面で問題が多い。これに対し
て強誘電性液晶は高速応答性、メモリー性などネマチッ
ク液晶にはない優れた緒特性を有しており、大表示容量
、高品位の次世代デイスプレィとして活発な研究開発が
行われている。

第２図に強誘電性液晶の模式図を示した。強誘電性液晶
１は通常スメクチック液晶と呼ばれる層構造４を有する
液晶で液晶分子は層方線方向Ｚに対して傾き角θだけ傾
いた構造をとっている。

第２図に示すように強誘電性液晶分子は層法線方向に対
してθ傾いたコーン３（円錐形）の上を自由に動くこと
ができ、さらに分子の長軸方向は層毎に異なっており、
全体としてはねじれ構造をとっている。

また、強誘電性液晶分子はラセミ体でない光学活性な液
晶分子によって構成されており、分子長軸と垂直方向に
自発分極３を持っている。このため、電場の印加方向に
より分子が層法線Ｚを軸に２θ反転するため、この２状
態により偏光板を利用して明暗の表示を行うことができ
る。

第３図（ａ）〜第３図（Ｃ）は強誘電性液晶の動作原理
図である。第３図（ａ）は電圧無印加の状態、第３図（
ｂ）は紙面裏から表方向に電圧を印加した状態、第３図
（Ｃ）は逆方向に電圧を印加した場合の動作原理図であ
る。５は層法線Ｚに対して分子長軸が＋θ傾いた液晶分
子、６は同しく層法線に対して分子長軸が一〇傾いた液
晶分子、７は紙面表方向を向いている双極子モーメント
、８は紙面裏方向を向いている双極子モーメント、９は
２枚の偏光板の方向である。

強誘電性液晶を透明電極を有したガラス基板に挟み、そ
め厚さを螺旋ピッチ以下にすると、電圧無印加の状態で
は、第３図（ａ）の様に螺旋がほどけ、層に対して十〇
傾いた液晶分子５の領域と−θ傾いた液晶分子６の領域
とに分かれる。上下電極間に紙面裏から表方向に電圧を
印加することＧこより、第３図［１））に示すようにセ
ル全体が＋θ傾いたモノドメインになる。また上記と逆
方向に電圧を印加すると、第３図（Ｃ）に示すようにセ
ル全体が一θ傾いたモノドメインになる。

したがって、電気光学効果により複屈折、または２色性
を利用すれば、＋−θ伸いた２つの状態により明暗を表
わすことができる。

従来の強誘電性液晶表示素子の構成を第１２図に示す、
第１２図に示すように上下ガラス基板１２の間に液晶が
充填され、ガラス基板１２の上面には偏光板１０が、下
面には透過型の場合には偏光板１１が、反射型の場合は
反射板１１が設けられ、その下にＥＬバックライト１３
がコネクタ１４と支持フレーム１５により配置されてい
る。

また、回路基板１６はビス１７により支持台１８に固定
されている。このように従来の強誘電性液晶表示装置で
は、外部から印加された衝撃を吸収するような構成にな
っておらず、衝撃がそのまま基板の変形につながってい
た。また衝撃部材を用いる例もあったが、ブチルゴムや
ノリコーンゴムなどが用いられていてあまり効果的に衝
撃を吸収する構成にはなっていなかった。

発明が解決しようとする課題液晶の中でも層構造を有するスメクチック液晶を用いた
表示装置は、外部からの衝撃および外力からの応力印加
により、液晶の層構造が容易↓こ崩れるため、表示がで
きなくなる。また外部衝撃および外力からの応力印加に
より強誘電性液晶の配向状態が一度崩れるとネマチック
相以上の高温にしなければ回復しないという重大な問題
点を有していた。一方ネマチック液晶を用いた表示装置
はこのような重大な問題はないが、衝撃によるガラスの
破損、実装の剥がれなどの障害が起きており衝撃や応力
に対して弱いという共通の問題点を有していた。

本発明はこのような問題点を解決するもので、液晶パネ
ルに外部から衝撃や応力が加わっても、液晶表示機能に
影響がでない液晶表示装置を提供することを目的とする
ものである。

課題を解決するための手段上記目的を達成するために、本発明は液晶素子を外部衝
撃から護るため、外部衝撃を緩和する弾性体としてシリ
コーンゲル、あるいはエーテル系のポリウレタンを用い
、外部応力を緩和するために保護カバーを設けるように
したものである。

作用この構成により本発明の液晶素子は外部から衝撃が印加
されても弾性体により殆ど吸収されてしまうため液晶パ
ネルには直接衝撃が伝わらなくなる。また外部からの応
力印加に対しても保護カバーを備えているので直接液晶
パネルに外力が伝わることがなくなり外部応力に対して
も強化される。

この結果外部衝撃や外部応力印加後も液晶の配同性乱れ
、ガラス破損、貫装外れなどが生しず良好な表示特性が
得られることとなる。

実施例以下本発明の一実施例の液晶表示語！を図面を用いて説
明する。第１図に本発明の液晶表示装置の構成の一例を
示す。図に示すように、上下ガラス基板１２の間に液晶
が充填され、ガラス基板１２の上面には偏光板１０が、
下面には偏光板１１または反射板１１が設けられ、その
下にＥＬバックライト１３がコネクタ１４と支持フレー
ム１５により配置されている。さらに、偏光板１０の上
に保護カバー２０が弾性部材１９を介して支持フレーム
により固定されている。支持台１８は厚さ２ｍｍのアク
リル樹脂製である。なお、従来例を示す第１２図と同一
の部材には同一の番号を付し説明を省略する。

また、本発明はこの構造の液晶表示装置に限ったもので
はない。モジュールの構成や支持方法などはどのような
ものであってもよい。以下の実施例ではマトリクス駆動
試験測定に用いたマトリクス波形は脇田らにより提案さ
れた４パルス法の波形を用いた（Ｎａｔｉｏｎａｌ　Ｔ
ｅｃｈｎｉｃａｌ　Ｒｅｐｏｒｔ　ｖｏｌ、３３Ｎｃｔ
ｌ　Ｐｄ２１９８７）。また、ちらつきを考慮にいれリ
セットパルスのパルス幅は選択パルスと同一とした。

透明電極材の上下ガラス基板１２に有機配向膜を塗布し
く図示せず）硬化後表面にラビング処理を行って、厚さ
２μｍのラビングセルの作成を行った。このセに強誘電
性液晶組成物を注入し強誘電性液晶パネルを作成した。

この強誘電性液晶パネルを用いて第１図に示すような強
誘電性液晶表示素子を作成した。弾性部材１９は下記に
示す２種類のものを用いた。

（１）トーレダウコーニングシリコーン社製ノリコーン
ゲル　５Ｅ−１８９０（２）王道興産社製　ソルボセイン　Ｓタイプまた、パ
ネル前面に配置した保護カバー２０はアクリル樹脂板ま
たはガラス板で厚さ２−以上のものを用いた。弾性部材
１９は保護カバー２０周囲を４辺支持するように配置し
た。この構成でパネルの落下試験を行いパネルにががる
衝撃を測定した。第１２図に示すように弾性部材を含ま
ない従来の構造の場合、１．０Ｃ１１の高さからの落下
により配向性が乱れ、第１０図に示すようなニードルテ
クスチャーになりマトリクス駆動が不可能になった。ま
た、そのときの衝撃加速度は３０Ｇであった。さらに高
さを上げていくと３Ｃ１１の高さからの落下で配向は第
１１図に示すようなサンデッドテクスチャーにかわる。

このときの衝撃加速度は１００Ｇであった。つぎに本発
明の強誘電性液晶素子について同様の実験を行った。ま
ず（１１のシリコーンゲルを用いた場合は１．０ｃｍか
らの落下では配向膜れは全くなく衝撃加速度も４Ｇであ
った。

３ｃｍの高さからの落下ではやはり配向膜れは全くなく
衝撃加速度は１５（、であった。８ｃｍからの落下では
ニードルテクスチャーが生し表示は不可能になった。こ
のときの衝撃加速度は３０Ｇであった。つぎにソルボセ
インを用いた場合は１．０Ｃ１１からの落下では配向膜
れはなかった。また、この場合衝撃加速度は１５Ｇであ
った。３１からの落下試験ではニードルテクスチャーが
生し表示不可能になった。このときの衝撃加速度は５０
Ｇであった。

以上のように弾性部材を用いることによって（１）のシ
リコーンゲルの場合で８倍、（２）のソルボセインの場
合で２倍衝撃に対して強化されたことが分かる。

弾性部材の厚みはそれぞれ２ミリ以上の厚みで衝撃緩和
性能が認められた。また、この実施例の構成では上部の
みの４辺のみの支持にしたが２辺支持または全面支持で
も衝撃緩和性能が認められた。

つぎに外力印加に対する効果を検討した。第１２図に示
すような保護カバーのない従来の状態で約３００ｇの静
止荷重をパネル中央部に印加するだけで配同乱れが生じ
たが、保護カバーを有する第１図のような構成にすると
、Ｉｋｇの荷重まで配向乱れが生じなかった。

このように保護カバー十衝撃吸収材の構成にすることに
より外部衝撃および外力印加に対して強化される。

第４図〜第９図に別の構成を示した。第４図は保護カバ
ーとパネルの間に衝ｌ”ｌＴｈ収材を配！した例である
。このような構成にすると外力印加に対してより強化さ
れた。第５図はパネル背面だけではなく保護カバーの前
面にも衝撃緩衝材を配置した例である。このような配置
にすると背面からの衝撃だけではなく前面からの衝撃に
対しても強化される。第６図は保護カバーとパネルの間
とさらにパネルの背面にも衝撃緩衝材を配置した場合で
ある。このような構造にするとハネル前後からの衝撃お
よび外力印加に対して強化された。第７図はパネルの裏
側に衝撃吸収材を配置した例である。

このような配置にすると背面からの衝撃に対して強化さ
れる。第８図は回路基盤の裏側に衝撃吸収材を配置した
場合の例である。このような構造にすると背面からの衝
撃を受けた場合の回路基盤のたわみを緩和することがで
きるため効果的に衝撃を吸収することができる。なお、
この構造と第１図〜第７図の構造を複合的に組み合わせ
ることにより衝撃に対してかなり強化することができる
。

また、これらの構造では回路基盤に固定する方式をとっ
ているが、この構造に限ったものではなく実装形態が変
化した場合（例えばＴＡＢ方式あるいはＣＯＧ方式など
）では異なった構造になる。

また、弾性部材の配置もこれらの例に限ったものではな
く外部衝撃を緩和するような配置であればよい。第９図
はバックライトに蛍光灯を用いる場合の構造である。２
１はハノクライトユニントである。蛍光灯を用いる場合
も第１図および第４図〜第９図に示した構造で、ＥＬバ
ックライト部を蛍光灯光源に変更した構造ももちろん可
能である。

また、第９図と第１図および第４図〜第９図の複合構造
も可能である。これら全ての構造においてシリコーンゲ
ルを用いたもので８倍以上、ソルポセインを用いたもの
で２倍以上耐衝撃性が強化された。

ネマチック液晶を用いたものについても同様の構造で同
様の試験を行ったが、配向などの変化は起こらないが、
従来構造に比ベガラス破損、実装剥がれの起こる落下衝
撃の大きさがシリコーンゲルを用いたもので８倍以上、
ソルボセインを用いたもので２倍以上になった。

また、従来一般に弾性部材として使用されているノリコ
ーンゴム、ブチルゴムなどのエラストマーに比べると、
同様の構造で比較するとソルボセインでも１．５倍、ソ
リコーンゲルで６倍以上強化されることも確認しており
シリコーンゲル、エーテル系のポリウレタンが衝撃緩和
を目的とする弾性部材として非常に薄い形状で衝撃緩和
性能を発揮し特に優れていることが判明した。

発明の効果実施例の説明から明らかなように本発明によれば液晶素
子に外部からの衝撃を緩和するような衝撃吸収材として
ノリコーンゲルあるいはエーテル系のポリウレタンとさ
らに外力を緩和するための保護カバーを配置することに
より外部衝撃および外力に対して強化され、衝撃および
外部応力に強い液晶表示素子を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の液晶表示装置の断面図、第
２図は強誘電性液晶分子の配向原理を示す斜視図、第３
図は強誘電性液晶の表示モードを示す図、第４図ないし
第９図は本発明の別の構成の液晶表示装マの断面図、第
１Ｏ図および第１１図は衝撃による液晶の配向乱れを示
す図、第１２図は従来の液晶表示装買の断面図である。１０・・・・・・偏光板、１１・・・・・・偏光板また
は反射板、１２・・・・・ガラス基板、１３・・・・・
・バックライト、１４・・・・・・コネクタ、１５・・
・・・・支持フレーム、１６・・・・・・回路基盤、１
９・・・・・弾性部材、２０・・・・・・保護カバ、２
１・・・・・・蛍光灯バックライトユニット。代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名筆　１図イｏ−ｉノー１先５）えｎ−Ａ４ｔｘｓｒ＝＋ｔｎ＃ＫＩｆ−１’うス基５に＋３−−−一＼゛・リクラ７に＋４−−−　］ネつり＋５−ｍ−支持ルーム＋ｇ−−−Ｎ　１ＷＬ嗜ｑ−４１みり［ｎｌセ１１ ′ｌ載

Claims

【特許請求の範囲】

（１）電圧印加手段を有し、かつ表面に配向性処理が施
された２枚の基板間に液晶層を挟持した液晶表示装置で
あって、基板の周囲には外部衝撃による基板の変型を緩
和する弾性部材を、パネル前面には外力を緩和する保護
カバーを設けた液晶表示装置。
（２）弾性部材としてシリコーンゲルを用いた請求項１
記載の液晶表示装置。
（３）弾性部材としてエーテル系ポリウレタンを用いた
請求項１記載の液晶表示装置。
（４）弾性部材の厚みが２ｍｍ〜４０ｍｍである請求項
１ないし３のいずれかに記載の液晶表示装置。
（５）弾性部材が少なくともパネルの背面に配置された
請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示装置。
（６）弾性部材がパネルと保護カバーの間に配置された
請求項１ないし３のいずれかに記載の液晶表示装置。
（７）弾性部材がパネルと保護カバーの間およびパネル
背面に配置された請求項１ないし３のいずれかに記載の
液晶表示装置。
（８）液晶の配向処理が有機膜のラビングによって行わ
れた請求項１ないし７のいずれかに記載の液晶表示装置
。
（９）液晶の配向処理がＳｉＯの斜方蒸着によって行わ
れた請求項１ないし８のいずれかに記載の液晶表示装置
。
（１０）液晶層が層構造をなすスメクチック液晶である
請求項１ないし９のいずれかに記載の液晶表示装置。
（１１）液晶層がカイラルスメクチックＣ相を示す液晶
である請求項１ないし１０のいずれかに記載の液晶表示
装置。