JP2006113589A - 表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 固定部材の構造を変形し、表示装置の強度を向上させることで、外部衝撃によって表示装置が損傷するのを防ぐ。
【解決手段】 本発明は表示装置に関する。本発明による表示装置は、画像を表示するパネルユニットと、パネルユニットを収納し、底部とその境界に連結されてパネルユニットの結合方向に折れ曲がった側面部を有する固定部材とを備える。固定部材の側面部は、少なくとも２つの締結領域及びこれに続く支持領域を有し、締結領域内には締結用開口部が形成され、締結用開口部の一側から締結用開口部の他側に近い底部境界までの距離が支持領域の幅より小さい。
【選択図】 図３

Description

本発明は表示装置に関し、特に、強度が向上された表示装置に関する。

近年、急速に発展している半導体技術を中心に小型化及び軽量化と共に性能が一層向上された表示装置の需要が爆発的に増えている。
このような表示装置の中で近年脚光を浴びている液晶表示装置（ＬＣＤ）は、小型化、軽量化及び低電力消費化などの利点を有しており、既存のブラウン管（ＣＲＴ）の短所を克服できる代替手段として次第に注目を受け、現在は表示装置を必要とする小型製品である携帯電話及びＰＤＡなどのみならず、重大型製品であるモニター及びＴＶなどにも装着されて使用されている。

一般的な液晶表示装置は、液晶の特定分子配列に電圧を印加して他の分子配列に変換し、このような分子配列によって発光する液晶セルの複屈折性、旋光性、２色成及び光散乱特性などの光学的性質の変化を視覚変化に変換するものであって、液晶セルによる光の変調を利用して情報を表示する表示装置である。

一方、最近は次世代表示装置の一つとして、有機発光表示装置（ＯＬＥＤ）が脚光を浴びている。有機発光表示装置は、負極と正極から注入された電子と正孔が有機物内で結合して光を放出する自発光現象を利用して画像を表示する。有機発光表示装置は、自発光型の能動素子であるので、発光効率が高く、消費電力が低い。また、１５Ｖ以下であっても駆動が可能であり、小型表示装置として適していると同時に、製造コストが安価であるというメリットがある。

これによって、携帯電話などに用いられる小型表示装置のほとんどが前述した液晶表示装置または有機発光表示装置を採用している。近年、携帯電話は、使用者の便宜を図るためほとんどフォルダー型で製造されており、携帯電話フォルダー部の前後面に各々表示装置を備えたデュアル（ｄｕａｌ）表示装置が広く使用されている。

ところで、小型表示装置は、携帯電話などの使用中に地面に落とす場合が多く、破損防止のため相当の強度を要する。しかし、携帯性のため、強度を向上させるための別個の部材を携帯電話に使用することはほとんど不可能である。その結果、既存表示装置の内部部品を変形し、表示装置の強度を向上させることによって、外部衝撃による破損を防ぐ研究が進められている。

特に、表示装置において画像を表示するパネルユニットがガラス素材であるので、これより比較的に強度が高いシャーシ（ｃｈａｓｓｉｓ）とモールドフレーム（ｍｏｌｄ ｆｒａｍｅ）を利用して外部衝撃からパネルユニットを保護する。ここで、シャーシは、通常ｓｕｓ（ｓｔａｉｎｌｅｓｓ ｓｔｅｅｌ）材料であり、表示装置の機械的強度に最も大きい影響を与える。そのため、シャーシの変形を最少化し、結果的に表示装置の強度を向上させるための様々な方法が開発されている。

本発明は前述した問題点を解決するためになされたもので、固定部材の構造を変更し、表示装置の強度を向上させることによって、外部衝撃によって表示装置が損傷するのを防ぐことを目的とする。

本発明による表示装置は、画像を表示するパネルユニットと、パネルユニットを収納し、底部と底部境界に連結されてパネルユニットの結合方向に折れ曲がった側面部を有する固定部材を備える。固定部材の側面部は、少なくとも２つの締結領域及び締結領域に連結された支持領域を有し、締結領域内には締結用開口部が形成され、締結用開口部の一側から締結用開口部の他側に近い底部境界までの距離が支持領域の幅より小さい。

側面部の長手方向中心部分に支持領域が形成されることが好ましい。
側面部の長手方向周辺部分に締結領域が形成されることができる。
締結領域の幅が支持領域の幅以上であることが好ましい。

締結用開口部は、底部境界から離隔して形成されることができる。
締結用開口部の長さが締結領域の長さ以下であることが好ましい。
本発明による表示装置は、パネルユニットの周囲を囲う他の固定部材をさらに有し、他の固定部材の側面に突出形成された締結部が締結用開口部に挿入固定できる。

他の固定部材は樹脂素材で形成させることが好ましい。
固定部材の底部に素子収納用開口部が形成されることができる。
本発明による表示装置は、複数のパネルユニットを有し、パネルユニットの少なくとも一つが液晶表示パネルであることができる。

表示装置は携帯電話用であることができる。
固定部材は金属素材で形成されることが好ましい。

本発明によれば、固定部材の構造を変更し、表示装置の強度を向上させることによって、外部衝撃によって表示装置が損傷するのを防ぐことができる。

以下、図１乃至図４を参照して本発明の実施形態を説明する。
このような本発明の実施形態は単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限定されるわけではない。

図１は、主パネルユニット２００と副パネルユニット３００を有する表示装置を分解して示したものである。図１で、主パネルユニット２００と副パネルユニット３００が相互に対向しているデュアル表示装置を示しているが、これは本発明による表示装置の構造及び配置を例示するものであり、本発明がこれに限定されるものではない。よって表示装置を様々に変形することができる。

図１に示す表示装置１００は、パネルユニット組立体２５０と光源９１０を有する。さらに、これらを固定支持するため複数の固定部材３６１、３３６、３６２を設ける。固定部材３６１、３３６、３６２は、金属及び樹脂素材の少なくとも一つを使用することができる。固定部材３６１、３６２は、シャーシとして使用される金属で製造し、固定部材３３６は、樹脂で製造することができる。この場合、固定部材３６１をトップシャーシといい、他の固定部材３３６をモールドフレームいう。なお、固定部材３６２をボトムシャーシという。このような固定部材の素材は、単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限定されるものではない。よって固定部材３６１、３３６、３６２の素材を変更することもできる。

パネルユニット組立体２５０は、主パネルユニット２００、副パネルユニット３００、第１可撓性印刷回路膜３５０、第２可撓性印刷回路膜３６０、集積回路チップ６２０及び印刷回路基板６１０を有する。図１で、２つのパネルユニット２００，３００を示しているが、これは単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限られるわけではない。よって一つまたは三つ以上のパネルユニットを有しても良い。また、図１で、パネルユニット２００、３００として２つの液晶表示パネルを示しているが、これは単に本発明に使用されるパネルユニットを例示するものであり、本発明がこれに限られるわけではない。よって少なくとも一つの液晶表示パネルを有していれば良く、有機発光パネルを別のパネルユニットとして使用しても構わない。

主パネルユニット２００は、これに対向する副パネルユニット３００に比べて大きい。表示装置１００は、特に、フォルダー型携帯電話用に使用することができるが、主パネルユニット２００は携帯電話フォルダーの内面に位置し、副パネルユニット３００は携帯電話フォルダーの外面に位置している。これにより、フォルダーを閉じた状態では小さい画面サイズの副パネルユニット３００を通じて時間など比較的に少量の情報を得ることができる。そして、通話の際には、フォルダーを開いて大きい画面サイズの主パネルユニット２００を通じて比較的に多量の情報を得ることができる。

次に、液晶表示パネルである主パネルユニット２００の内部構造について説明する。副パネルユニット３００の構造は、主パネルユニット２００の構造と同一であるのでその詳細な説明を省略する。

主パネルユニット２００の下部に位置したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板２００ｂは、マトリックス上の薄膜トランジスタが形成されている透明なガラス基板であり、ソース端子にはデータラインが連結され、ゲート端子にはゲートラインが連結されている。なお、ドレイン端子には導電性材質として、透明なＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）からなる画素電極が形成される。

主パネルユニット２００のデータライン及びゲートラインに印刷回路基板６１０から電気信号を入力すれば、ＴＦＴのソース端子とゲート端子に電気的な信号が入力され、これら電気的な信号の入力によってＴＦＴはオンまたはオフとなり、画素形成に必要な電気信号がドレイン端子に出力される。

一方、ＴＦＴ基板２００ｂに対向してその上にカラーフィルタ基板２００ａが配置されている。カラーフィルタ基板２００ａは、光が通過しながら所定の色が発現される色画素であるＲＧＢ画素が薄膜工程によって形成された基板であって、全面にＩＴＯからなる共通電極が塗布されている。ＴＦＴのゲート端子及びソース端子に電源電圧が印加されて薄膜トランジスタがオンされれば、画素電極とカラーフィルタ基板の共通電極の間に電界が形成される。このような電界によってＴＦＴ基板２００ｂとカラーフィルタ基板２００ａとの間に注入された液晶の配列角が変化し、変化した配列角に応じて光透過度が変更されて、所望の画素が得られる。ＴＦＴ基板２００ｂとカラーフィルタ基板２００ａの外部両面には偏光板（図示せず）が付着されている。

主パネルユニット２００の液晶の配列角と液晶が配列される時期を制御するため、集積回路チップ６２０がＴＦＴのゲートラインとデータラインに駆動信号及びタイミング信号を印加する。集積回路チップ６２０は、ＴＦＴ基板２００ｂ上に付着され保護膜６２１で囲まれている。集積回路チップ６２０は、主パネルユニット２００を駆動するための信号であるデータ駆動信号、ゲート駆動信号、及びこれらの信号を適切な時期に印加するための複数のタイミング信号を発生する。集積回路チップ６２０は、ゲート駆動信号及びデータ駆動信号を各々主パネルユニット２００のゲートライン及びデータラインに印加する。

第２可撓性回路膜３６０は、ボトムシャーシ３６２の一側面を囲みながら主パネルユニット２００と副パネルユニット３００を相互に連結する。図１では便宜上、第２可撓性回路膜３６０を切断して示したが、実際は連結されている。このように、主パネルユニット２００と副パネルユニット３００が相互に連結されているため、主パネルユニット２００を介して集積回路チップ６２０の駆動信号を副パネルユニット３００に伝送する。その結果、集積回路チップ６２０が副パネルユニット３００も制御することができる。

第１可撓性印刷回路基板３５０に信号を伝送する印刷回路基板６１０には複数の素子６１０３が実装されており、端部には携帯電話コネクタ６１０１が実装されている。第１可撓性印刷回路基板３５０は、携帯電話コネクタ６１０１を介して携帯電話用フォルダの開閉度合いに応じて信号の印加を受ける。第１可撓性印刷回路基板３５０は、主パネルユニット２００と印刷回路基板６１０を連結する。図１では便宜上、第１可撓性回路膜３５０を切断して示したが、実際には連結されている。

印刷回路基板６１０に実装された素子６１０３として抵抗素子などを挙げられる。モールドフレーム３３６及びボトムシャーシ３６２の底部には、各々素子収納用開口部３３６１、３３２３が形成され、図１に示した表示装置１００の全ての内部部品を結合する際に、素子６１０３をその内部に収納する。これにより、表示装置１００の内部空間を最大限活用しながら、表示装置のサイズを最少化することができる。また、ボトムシャーシ３６２の底部にのみ素子収納用開口部３３２３を形成して、素子６１０３を収納することもできる。

主パネルユニット２００と副パネルユニット３００との間には、両パネルユニット２００、３００に光を供給する光源９１０を有する。図１は、光源９１０として発光ダイオード（ＬＥＤ）を示したが、これは単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限定されるわけではない。よって他の光源を利用することもできる。

光源９１０から射出した光の輝度を増加させて各パネルユニット２００、３００に供給するため、導光板３４１、反射シート３４３、及び一対の光学シート３４２ａ、３４２ｂをさらに有する。

導光板３４１は、光源９１０から射出した光をガイドする。反射シート３４３は、光を反射及び透過させる。特に、光源９１０から射出する光の一部を下部に透過させることによって副パネルユニット３００に光を供給する。

基板９５０は、第３可撓性印刷回路基板３７０に連結され、印刷回路基板６１０から光源制御信号の印加を受けて光源９１０を駆動する。
モールドフレーム３３６上には、光源９１０を実装した基板９５０が収納固定される。また、主パネルユニット２００が収納される。ボトムシャーシ３６２には開口部３６２１を形成し、副パネルユニット３００を固定する。ボトムシャーシ３６２の下部は、副パネルユニット３００が外部に露出するように開口部６１０５が形成された印刷回路基板６１０で覆われる。そして、ボトムシャーシ３６２と第２可撓性回路膜３６０が相互に接触して短絡することを防止するため、その間に非導電性部材３６３を挿入する。ボトムシャーシ３６２の開口部３６２１周囲にはテープ３６４を付着させて、開口部３６２１を通じて外部の異物が表示装置１００内部に侵入するのを防ぐ。

図２は、表示装置１００の全ての内部部品を結合して示す図である。
同図に示すように、モールドフレーム３３６の側面に突出形成された締結部３３６３は、ボトムシャーシ３６２の締結用開口部３６２６に挿入されて固定される。モールドフレーム３３６の上部は、トップシャーシ３６１で覆われる。トップシャーシ３６１及びボトムシャーシ３６２にモールドフレーム３３６を囲みながら固定する。これによって外部衝撃から表示装置１００を保護することができる。本発明では、ボトムシャーシ３６２の構造を変形し、外部衝撃に強い表示装置１００を提供する。

以下、図３及び図４を参照してボトムシャーシ３６２の構造についてより詳細に説明する。以下、図３及び図４を参照して説明する際に、‘長さ’はＹ軸方向に沿って形成された一端から他端までの距離を意味し、‘幅’はＺ軸方向に沿って形成された一端から他端までの距離を意味する。

図３は、表示装置からボトムシャーシ３６２のみを分離して拡大した図である。図３に示すボトムシャーシ３６２の構造は、単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限定されるわけではない。よってボトムシャーシ３６２を他の構造に変形することができる。

図３に示すように、ボトムシャーシ３６２は、底部３６２９と側面部３６２５を有する。必要に応じてその他の部分を有しても良い。底部３６２９と側面部３６２５は境界をなしながら、底部境界３６２８を形成する。側面部３６２５は、底部境界３６２８に連結され、パネルユニットの結合方向（Ｚ軸方向）に折れ曲がっている。

ボトムシャーシ３６２の側面部３６２５は、少なくとも２つの締結領域（Ａ）及びこれに連結された支持領域（Ｂ）を有する。締結領域（Ａ）は、モールドフレーム３３６（図１及び図２参照）と締結される領域であり、支持領域（Ｂ）は、モールドフレームの側面などに隣接して支持される領域である。ボトムシャーシ３６２には、少なくとも２つの締結領域（Ａ）が形成されており、モールドフレームなどと堅固に締結できる。また、ボトムシャーシ３６２は、支持領域（Ｂ）によって支持されており、その結合状態をより堅固に維持する。

本発明の第１実施形態では、締結領域（Ａ）が側面部３６２５の長手方向の周辺、つまり左側及び右側の両側に形成されており、締結による全体的なバランスを保っている。締結領域（Ａ）を実質的に左右対称に形成することによって表示装置の強度を向上させることができる。

支持領域（Ｂ）は、側面部３６２５の長手方向中心部分及びその端部の部分に形成される。表示装置の落下試験の際に、ボトムシャーシ３６２は中心を基準に曲がるので、中心部分に最も大きい応力が作用する。これにより、応力による破損防止のため、ボトムシャーシ３６２の中心部分に支持領域（Ｂ）を形成する。支持領域（Ｂ）によって外部から表示装置に衝撃が加わっても表示装置が変形しない。

図３の拡大円には締結領域（Ａ）を拡大して示す。同図の拡大円に示すように、締結領域（Ａ）内には締結用開口部３６２６が形成されている。即ち、締結用開口部３６２６の長さ（ｄ_１）が締結領域（Ａ）の長さ（ｄ_２）より小さい。締結用開口部３６２６は外部衝撃に弱いため、締結領域（Ａ）内に締結用開口部３６２６を形成する。 これによって外部衝撃から表示装置を保護することができる。

また、締結用開口部３６２６の一側３６２６ａから締結用開口部３６２６の他側３６２６ｂに近い底部境界３６２８までの距離（Ｗ_１）を支持領域の幅（Ｗ_３）より小さく形成する。ここで、締結用開口部３６２６の一側は、側面部３６２５の長手方向（Ｙ軸方向）に延びた周縁面を意味する。側面部３６２５の幅方向（Ｘ軸方向）に延びた周縁面はここに該当しない。

特に、表示装置が落下すると締結領域（Ａ）に最も大きい応力が作用する。これは、締結用開口部３６２６に起因する。従って、締結用開口部３６２６の一側３６２６ａから締結用開口部３６２６の他側３６２６ｂに近い底部境界３６２８までの距離（Ｗ_１）に相当する部分が相対的に応力を最も多く受ける。そのため、この部分の幅（Ｗ_１）を支持領域の幅（Ｗ_３）より小さくして、応力の一部を支持領域（Ｂ）側に分散させる。これによって側面部３６２５全体に応力を均等に分散させ、表示装置の強度を向上させることができる。

一方、締結領域（Ａ）の幅（Ｗ_２）が支持領域（Ｂ）の幅（Ｗ_３）より大きいように側面部３６２５を形成する。従って、締結領域（Ａ）内に締結用開口部３６２６を形成するための十分な空間を用意することによって、外部から衝撃が加わる時、締結領域（Ａ）に加わる応力を最少化することができる。締結用開口部３６２６は底部境界３６２８から離隔して形成することが好ましい。締結用開口部３６２６が底部境界３６２８と離隔せず隣接して形成される場合、外部の異物が締結用開口部３６２６を通じて侵入することがある。その結果、表示装置の誤動作を生じさせる。さらに、この場合、締結用開口部３６２６のサイズが大きすぎて強度面でも好ましくない。

上述したように、本発明の第１実施形態では、ボトムシャーシ３６２の側面部３６２５を簡単に変形して、表示装置の強度を大きく向上させることができる。以下、図４を参照して本発明の第２実施形態に係る表示装置に備えられたボトムシャーシの構造について詳細に説明する。

図４は、図３に示す本発明の第１実施形態に係るボトムシャーシの側面部を変形して示す図である。図４に示すボトムシャーシ３７２は、側面部３７２５を除けば、本発明の第１実施形態に係るボトムシャーシ３６２と同様である。よって、その詳細な説明を省略し、本発明の第１実施形態と同一部分には同一符号を付している。

側面部３７２５は、締結領域（Ａ´）及び支持領域（Ｂ´）を有する。締結領域（Ａ´）の幅（Ｗ_２´）が支持領域（Ｂ´）の幅（Ｗ_３）と同一であるように形成する。また、締結用開口部３６２６は締結領域（Ａ´）内に存在し、締結用開口部３６２６の長さ（ｄ_１）は締結領域（Ａ´）の長さ（ｄ_２´）と同一である。側面部３７２５を形成すれば、別途の加工なしに締結領域（Ａ´）に支持領域（Ｂ´）を連続に連結して形成することができる。その結果、加工が容易であるという利点がある。また、ボトムシャーシ３７２の強度を向上させて、表示装置の強度を向上させることができる。

以下、本発明の実験例に基づいて本発明をより詳細に説明する。このような本発明の実験例は、単に本発明を例示するものであり、本発明がこれに限定されるわけではない。
実験例
モデル名がＬＴＳ１８０Ｓ３-ＨＦであるデュアル液晶表示装置をサンプルにして落下シミュレーション実験を行った。デュアル液晶表示装置の構造は、本発明の第１実施形態による表示装置と同一である。

落下シミュレーション実験の際に、落下後に地面に衝突するサンプルの各部分に現れる応力をシミュレーションした。シュミレーション結果を観察して応力分布を確認する。図中のＡからＩ若しくはＪに向かうにつれて応力が強く現れることを意味する。

具体的なシミュレーション条件は、本発明の属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に理解することができるので、その詳細な説明を省略する。
比較例
従来のデュアル液晶表示装置をサンプルにして落下シミュレーション実験を行った。このサンプルのボトムシャーシ側面部では、締結領域の幅が支持領域の幅より長かった。また、支持領域は、側面部の中心領域にほとんど形成されておらず、少しだけかかっていた。他の詳細な実験条件は、上述した本発明の実験例と同様であり、その詳細な説明を省略する。

図５Ａ及び図５Ｂで、各々実験例及び比較例による応力分布をカラーで示す。
図５Ａの上側写真によれば、本発明に係る実験例では符号Ｉで示した側面中心部で最も大きい応力を受けており、その応力が約５８．７ＭＰａである。また、図５Ａの下側写真によれば、側面中心部を基準に符号Ａで示した応力分布面積が比較的に小さい。

これに対し、図５Ｂの上側写真によれば、比較例では符号Ｊで示した側面中心部が最も大きい応力を受けており、その応力が約６９．７ＭＰａである。また、図５Ｂの下側写真によれば、側面中心部を基準に符号Ａで示した応力分布面積が比較的に大きい。

このように、実験例のサンプルに作用する最大応力は、比較例のサンプルに作用する最大応力の８４．２％程度に過ぎないものと現れた。このように、ボトムシャーシの側面部を簡単に変形し、表示装置の強度を向上させることができた。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、これは例示的なものに過ぎず、該当技術分野における通常の知識を有する者であれば、本発明に基づいて様々な変形及び均等な他の実施形態が可能であることが理解できるであろう。

本発明の第１実施形態に係る表示装置の分解斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置の結合斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る表示装置に備えられた固定部材の斜視図である。 本発明の第２実施形態に係る表示装置に備えた固定部材の斜視図である。 本発明の実験例による結果を示す図である。 従来技術の比較例による結果を示す図である。

符号の説明

１００ 表示装置
２００ 主パネルユニット
３００ 副パネルユニット
２５０ パネルユニット組立体
９１０ 光源
３６１、３３６、３６２ 固定部材
３５０ 第１可撓性印刷回路膜
３６０ 第２可撓性印刷回路膜
６２０ 集積回路チップ
６１０ 印刷回路基板
２００ｂ ＴＦＴ基板
２００ａ カラーフィルタ基板
３３６ モールドフレーム
３６２、３７２ ボトムシャーシ
３６２８ 底部境界
３６２６ 締結用開口部

Claims (12)

1. 画像を表示するパネルユニットと、
   前記パネルユニットを収納し、底部と前記底部境界に連結され、前記パネルユニットの結合方向に折れ曲がった側面部を有する固定部材とを備える表示装置であって、
   前記固定部材の側面部は、少なくとも２つの締結領域及び前記締結領域に続く支持領域を有し、前記締結領域内には締結用開口部が形成され、前記締結用開口部の一側から前記締結用開口部の他側に近い前記底部境界までの距離が前記支持領域の幅より小さいことを特徴とする表示装置。
2. 前記側面部の長手方向中心部分に支持領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 前記側面部の長手方向周辺部分に締結領域が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
4. 前記締結領域の幅が前記支持領域の幅以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記締結用開口部は、前記底部境界から離隔して形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
6. 前記締結用開口部の長さが前記締結領域の長さ以下であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記パネルユニットの周囲を囲う他の固定部材をさらに有し、
   前記他の固定部材の側面に突出形成された締結部が前記締結用開口部に挿入固定されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
8. 前記他の固定部材は樹脂素材から形成されていることを特徴とする請求項７に記載の表示装置。
9. 前記固定部材の底部に素子収納用開口部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
10. 複数の前記パネルユニットを有し、前記パネルユニットの少なくとも一つが液晶表示パネルであることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
11. 前記表示装置は携帯電話用であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
12. 前記固定部材は金属素材から形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。