JPH08220515A

JPH08220515A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JPH08220515A
Application number: JP4665895A
Authority: JP
Inventors: Junichi Hoshi; 淳一星
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1995-02-13
Filing date: 1995-02-13
Publication date: 1996-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】表示領域にメンブレンを有する透過型の液晶
表示装置において、耐衝撃性を付与し、振動の影響を防
止する。【構成】表示領域にメンブレン５を有する駆動回路基
板３と対向基板４との間に液晶６を挟持してなる液晶パ
ネル１の少なくとも角部に、ゲルタイプシリコーン樹脂
からなる軟らかい弾性体７を介してステンレス板からな
る保護枠２を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はビデオカメラのビューフ
ァインダー等に用いられる液晶表示装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、液晶表示装置の液晶パネルの基板
として用いられているガラス、石英、単結晶シリコン
は、わずかの衝撃でチッピング（欠け）を生じ易かっ
た。そのため、例えば特開平５−１６５０１３号公報、
同１６５０１４号公報に開示されているような耐衝撃性
向上手段が講じられていた。このような従来の液晶パネ
ルの断面図を図３に示す。

【０００３】図３において、１は液晶パネルで駆動回路
基板３と対向基板４との間に液晶６を挟持して構成され
ている。２は保護枠であり、液晶パネル１とは弾性体７
を介して一体化されている。従って、落下等の衝撃が加
わった場合には、保護枠２により液晶パネル１には直接
衝撃が伝わらず、更に、弾性体７を介していることによ
り衝撃力が緩和される。弾性体７は大画面の液晶表示装
置や逆にビューファインダーのような小画面の液晶表示
装置には特に不要であり、樹脂製や板金等の保護枠のみ
が用いられている。

【０００４】一方、液晶表示装置においても画面の高精
細化が進み、画素毎に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を配
したアクティブマトリクス駆動型の液晶表示装置が一般
化してきた。この型の液晶パネルにおいて、駆動回路基
板として単結晶シリコン等の不透明基板を用いて透過型
の液晶表示装置を構成する場合、該基板上に透明絶縁層
を介して液晶駆動用素子層を作り込み、表示領域の該基
板をエッチング除去して該表示領域を透明化する。従っ
て、該表示領域は、透明絶縁層と液晶駆動用素子層から
なる薄いメンブレンとなる。このような液晶パネルとし
ては、例えば特開平３−１９４１１５号公報に開示され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したようなメンブ
レンを有する液晶パネルに、図３に示したような保護枠
を設けた場合、図３に示したパネルよりは落下等の衝撃
に強いものの、基板を通じて伝わった衝撃力によりメン
ブレンの破壊が生じる場合がある。特に、角部が下にな
って落下した場合に破損し易い。

【０００６】また、メンブレンを有する液晶パネルは外
部からの振動の影響を受け易い。振動が弾性体を通して
液晶パネルに伝わると、先ず、画面が振動するという問
題を生じる。特に、振動の振幅が大きく、６０Ｈｚ以下
の場合には、視覚的に問題がある。

【０００７】液晶パネルのセルギャップはメンブレンに
適度の張力を持たせることで実現しているため、膜面に
振動が伝わることによってセルギャップに不均一な部分
ができ、結果として画質そのものが劣化してしまう。同
時に、液晶自体も振動に従って移動をくり返すことにな
り、液晶の配向性に問題を生じる。

【０００８】また、メンブレンが振動すると、該メンブ
レンを透過する気体の量が増加し、セル内に気泡が発生
する原因となる。更に、メンブレンに加わっている張力
によってメンブレンを構成する透明絶縁層は徐々に結晶
化し、失透するが、これが振動によって促進されてしま
う。

【０００９】本発明は、上記メンブレンを有する液晶表
示装置において、振動や衝撃から液晶パネルを保護し、
これら外力による表示特性の低下及び装置の信頼性の低
下を防止することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
課題を解決した液晶表示装置であり、液晶パネルにヤン
グ率１０⁶ Ｐａ以下の弾性体を介して保護枠を設けたこ
とを特徴とする。

【００１１】本発明においては、液晶パネルを変形を生
じにくい強固な保護枠で覆うと同時に、該保護枠と液晶
パネル間に軟らかい弾性体を介在させることにより、液
晶パネルに伝わる衝撃を吸収しその影響を防止すること
ができる。本発明に係る弾性体の軟らかさの程度は以下
のようにして見積もることができる。

【００１２】先ず液晶表示装置の落下高さｈを１ｍ程度
と想定し、装置の重さをＭｋｇとすると、落下エネルギ
ーはＭｇｈ≒９．８Ｍｊｏｕｌである。液晶パネルの大
きさをＬｍ×Ｌｍ、厚さをｔｍ、弾性体の厚さをａｍと
し、表示装置の角部から落下したと仮定する。この場
合、弾性体の変形をａ／２ｍまで許容できるとすると、
弾性体が吸収する内部エネルギーＵｊｏｕｌは前記弾性
体のヤング率をＥＰａとして、Ｕ≧（４Ｌ×ｔ）×（１／２）（１／２）² Ｅ＝（１／
２）ＬｔＥである。これが前記落下エネルギー以上であれば良いの
で、Ｅ＞１９．６Ｍ／Ｌｔを満たすなるべく軟らかい弾性体を使用すれば良い。例
えば、ヤング率Ｅを通常のビューファインダー用液晶表
示装置（Ｍ＝３ｇ、Ｌ＝２ｃｍ、ｔ＝３ｍｍ）で見積も
ると、おおよそ１０³ Ｐａ程度となる。

【００１３】また、液晶セルの振動の防止には、上記弾
性体の厚さとヤング率を選択することによって対処でき
る。即ち、振動の振幅は前記厚さａｍを小さくすること
によって小さくすることができる。該厚さは装置にもよ
るが、１ｍｍ程度で十分である。また、６０Ｈｚ以下の
振動を減少させるためには、弾性体の縦波の固有振動数
を６０Ｈｚ以上に設定する。該固有振動数ν_v Ｈｚは、
長さをａｍ、密度をρｋｇ／ｍ³ 、ヤング率をＥＰａと
した場合、 ν_v ＝（Ｅ／ρ）^1/2 ／２ａと表すことができる。従って、ν_v ＞６０Ｈｚとなるよ
うにａ，ρ，Ｅを選択すれば良い。

【００１４】更に、メンブレンへの振動の影響を防止す
るには、該メンブレンに常時大きな振幅の振動が伝わら
ないようにすることと、メンブレンの縦波及び横波の固
有振動数と、前記弾性体の固有振動数が一致しないよう
にする。

【００１５】前者の手段は、弾性体の厚さを極力薄くす
ることと、振動が減衰し易いように軟らかい弾性体を用
いることである。

【００１６】固有振動数については、長さｗｍ、密度ρ
₀ ｋｇ／ｍ³ 、残留応力ＴＰａ、ヤング率ＥＰａのメン
ブレンの縦波及び横波の固有振動数ν_v ，ν_w ，Ｈｚは
次のように表される。

【００１７】ν_v ＝（Ｅ／ρ₀ ）^1/2 ／２ｗ ν_w ＝（Ｔ／ρ₀ ）^1/2 ／２ｗ（液晶の影響有り）一般に前記メンブレンの縦波の固有振動数は十分に高い
ので問題になることはない。但し横波は低く、弾性体の
固有振動数に近くなる場合が有り、より正確には実際に
メンブレン及び弾性体の固有振動数を測定し、対処する
のが好ましい。

【００１８】

【実施例】

［実施例１］図１に本発明第１の実施例の断面図を示
す。図中、１は液晶パネル、２は保護枠、３は駆動回路
基板、４は対向基板、５はメンブレン、６は液晶、７は
弾性体、８は開口部である。

【００１９】本実施例において、液晶パネルは単結晶シ
リコン基板上に透明絶縁層と液晶駆動用素子層を作り込
んでなる駆動回路基板３とガラス基板上に透明電極等を
形成してなる対向基板４との間に液晶６を挟持してな
る。該液晶パネルの駆動回路基板３は表示領域がエッチ
ング除去され、大きさが１ｃｍ角で比重約２．０、内部
応力１０⁸ Ｐａのメンブレン５が形成されている。

【００２０】液晶パネル１の外側には、光が透過するた
めの開口部８を除いて全周に厚さ１ｍｍ、比重１．０、
ヤング率１０⁴ Ｐａのゲルタイプのシリコーン樹脂が弾
性体７として配置され、該弾性体７の外側には板金成形
された厚さ０．２ｍｍのステンレス製保護枠２が貼り付
けられている。

【００２１】本実施例の液晶表示装置は全周に亙って強
固な保護枠２と非常に軟らかい弾性体７を配置している
ため、任意の角度からの衝撃に対して液晶パネルの破壊
を生じない。また、弾性体７及び保護枠２を合わせた厚
さは１．２ｍｍであり、特に装置の実装サイズを大きく
することがない。

【００２２】更に、弾性体７の振動の振幅は１ｍｍ以下
であり、固有振動数も６０Ｈｚ以上であるので（ν_v 計
算値１６００Ｈｚ）、特に視覚的な問題を生じない。

【００２３】またメンブレン５の横波の固有振動数も十
分に高く（ν_w 計算値１１０００Ｈｚ）、弾性体７の固
有振動数とも大きく離れており、問題はない。

【００２４】本発明に用いられる液晶パネルはその構成
上、基板がメンブレンを有していれば良く、基板自体は
ガラス、単結晶シリコンだけに限らない。また、大きさ
や厚さ、重さも限定されない。更に、弾性体の素材も前
述の物性を示すものが適宜使用できる。また、保護枠２
の材質も強固なものであればいずれのものも使用可能で
ある。

【００２５】［実施例２］図２は本発明第２の実施例の
概略平面図である。本実施例では、実施例１と同様の液
晶パネルの四隅のみを実施例１と同じ素材の弾性体を厚
さ０．５ｍｍ充填した保護枠で覆った例である。実際に
は、保護枠２の更に外側に外壁が存在し、更に耐衝撃性
を保証している。

【００２６】本実施例によれば、最低限の部品増加、最
短の製造工程、最小の重量増加で本発明の目的を達成す
ることができ、外形寸法も最小とすることができる。本
実施例の製造工程としては、液晶パネル１の四隅に弾性
体を内側に充填したステンレス枠（保護枠２）を挿入す
るだけで良い。

【００２７】本発明に用いられる保護枠２の形状は図２
に限られるものではなく、球状、半球状等、衝撃を緩和
できる任意の形状が採用される。

【００２８】［実施例３］本発明第３の実施例として、
保護枠を、弾性体の表面を硬化させることによって形成
する例が挙げられる。具体的には例えば、モールド型の
内面に硬化剤を塗布しておき、液晶セルと弾性体を配し
て弾性体の最表面が硬化した段階で、液晶パネルと弾性
体を取り出すことにより得られる。

【００２９】また、光硬化性樹脂中に光吸収性色素を混
入して弾性体とし、光学的に透明な型中に同様にして液
晶パネル及び該弾性体を配置し、該弾性体部分に紫外光
等を照射し、最表面のみを硬化させることもできる。

【００３０】本実施例の弾性体としては、例えばシリコ
ーン樹脂、エポキシ樹脂、ネガ型フォトレジスト等が使
用できる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
メンブレンを有する液晶表示装置において、特別な部材
を付したり、繁雑な工程を経ることなく、耐衝撃性、耐
振動性を付与し、特に上記メンブレンの破損を防止し、
表示特性を高め、信頼性の高い液晶表示装置が提供され
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明第１の実施例の液晶表示装置の断面図で
ある。

【図２】本発明第２の実施例の液晶表示装置の概略平面
図である。

【図３】従来の液晶表示装置の断面図である。

【符号の説明】

１液晶パネル２保護枠３駆動回路基板４対向基板５メンブレン６液晶７弾性体８開口部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一方の電極基板の表示領域がメンブレン
である一対の電極基板間に液晶を挟持してなる液晶パネ
ルに、ヤング率１０⁶ Ｐａ以下の弾性体を介して保護枠
を設けたことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】保護枠が金属製の薄板である請求項１の
液晶表示装置。
【請求項３】保護枠が弾性体の表面を硬化してなる請
求項１の液晶表示装置。
【請求項４】保護枠が立体角の全角度に亙って形成さ
れている請求項１〜３いずれかの液晶表示装置。
【請求項５】保護枠が前記液晶パネルの少なくとも４
つの角部を覆っている請求項１〜３いずれかの液晶表示
装置。
【請求項６】弾性体がゲル状物質である請求項１〜５
いずれかの液晶表示装置。
【請求項７】弾性体がゲルタイプシリコーン樹脂であ
る請求項６の液晶表示装置。