JP2008046284A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置の振動によるプリント回路基板に接続される可撓性回路基板へのストレスを低減させ、振動条件の耐久範囲を広げる。
【解決手段】スペーサ１２の先端部に、先端に向けて外径が漸減したテーパ部１２ａが形成され、バックライト部５の背面の所定位置に、外側に突起する筒体５２ａが形成され、ＰＣＢ４に、筒体５２ａの位置に合わせて透孔１０ａが穿設されている。そして、透孔１０ａを通じて筒体５２ａを外部に突出させ、筒体５２ａの外周部に、テーパ部１２ａがＰＣＢ４側となるようにスペーサ１２を嵌合し、ネジ１３を筒体５２ａに螺合することによって、テーパ部１２ａの傾斜面をＰＣＢ４の透孔１０ａの内縁部に押圧させ、ＰＣＢ４をバックフレーム５２に固定する。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリント回路基板が可撓性回路基板を介して液晶表示パネルに接続された液晶表示装置に関する。

近年、携帯通信端末、ナビゲーションシステム、ゲーム機器等の各種モニタとして液晶表示装置が広く活用されている。このような機器で用いられる液晶表示装置は、透過型の液晶表示パネルの背面をバックライト部で照明するものが多く、液晶表示パネルとバックライト部の他に、ＰＣＢ（Printed Circuit Board：プリント回路基板）と、液晶表示パネルとＰＣＢとを電気的に接続するＴＡＢ（Tape Automated Bonding）テープ等の可撓性回路基板を備えている（例えば、特許文献１参照。）。

可撓性回路基板には配線パターンが形成され、この配線パターンを折り曲げ可能にしたスリット部が形成されている。液晶表示装置本体は、上から液晶表示パネル、バックライト部、ＰＣＢの順でバックケースに積層されて収納されている。可撓性回路基板の一端は、液晶表示パネルの一辺の近傍で折り曲げられ、他端は、バックライト部とバックケースとの間で折り返され、可撓性回路基板の他端に接続されたＰＣＢは、バックライト部の背面に配置される。ＰＣＢ及びバックケースは、ネジと筒状のスペーサを用いてバックライト部の背面に締め付け固定される。
特開２００３−６６４８３号公報

しかしながら、上述の従来の液晶表示装置にあっては、高周波（１０００Ｈｚ以上）、高加速度（３Ｇ以上）での長時間の振動試験において、ＰＣＢが締め付け固定されているにも関わらず、ＰＣＢの微動によって、可撓性回路基板と液晶表示パネルとの接続部に無理な力が加わり、可撓性回路基板のスリット部の断線により、線欠不良が発生するという問題があった。これは、ＰＣＢを筒状のスペーサを用いてネジによって締め付け固定すると、ｚ方向（スペーサの軸方向）には押圧力が働いて十分に固定されているが、ｚ方向に垂直な方向（ｘ方向、ｙ方向）には押圧力が働かないため、十分に固定されず、振動試験においてＰＣＢがｘ方向及びｙ方向に動いてしまうことによる。

本発明の目的は、液晶表示装置の振動試験や輸送・搬送、車載搭載時における振動を受けた場合において、プリント回路基板に接続される可撓性回路基板へのストレスを低減させ、振動条件の耐久範囲を広げることにある。

本発明の液晶表示装置は、液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの背面に重畳配置されたバックライト部と、前記液晶表示パネルに接続される可撓性回路基板と、前記可撓性回路基板を介して前記液晶表示パネルに接続され、前記バックライト部の背面に配置されたプリント回路基板と、前記バックライト部の背面の所定位置に外側に突起するように形成された突起体と、先端に向けて外径が漸減したテーパ部が形成された押え体と、を備え、前記プリント回路基板に、前記突起体の位置に合わせて透孔が穿設され、前記プリント回路基板の透孔を介して前記突起体を外側に突出させ、当該突起体の外周部に、前記テーパ部が前記プリント回路基板側となるように前記押え体を嵌合し、螺合手段により前記テーパ部の傾斜面を前記プリント回路基板の透孔の内縁部に押圧させ、前記プリント回路基板を前記バックライト部の背面に固定することを特徴としている。

本発明によれば、先端部分にテーパ部を有する押え体を用いてプリント回路基板を固定する構成を採っているので、プリント回路基板がバックライト部の背面に強固に固定されるため、液晶表示装置の振動試験や輸送・搬送、車載搭載時の振動等による可撓性回路基板へのストレスが低減され、振動条件の耐久範囲を広げることが可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１に、本発明の実施形態に係る液晶表示装置１の概略を示し、図２に、図１の液晶表示装置１のＡ−Ａ’矢視の断面図を示す。液晶表示装置１は、図１に示すように、液晶表示パネル２、バックライト部５、ＰＣＢ（Printed Circuit Board：プリント回路基板）４が積層され、ステンレス等の金属製のバックケース７に収納される。

液晶表示パネル２は、図２に示すように、２枚のガラス基板２ａ、２ｂ間に液晶を配置した透過型の方形の液晶表示パネルであり、その背面に配置された同様形状のバックライト部５から照射される光によって画像を表示する。

ＰＣＢ４は、液晶表示パネル２に映像信号及び走査信号を供給する制御回路、電源回路等を搭載している。ＰＣＢ４と液晶表示パネル２とは、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）３１がＴＡＢ（Tape Automated Bonding）実装された可撓性回路基板３により接続される。可撓性回路基板３はテープキャリアに配線パターンが形成され、この配線パターンを折り曲げ可能にテープキャリアを薄くしたスリット部（図示略）が形成されている。可撓性回路基板３の一端３ａは液晶表示パネル２に形成した接続パッドに異方性導電膜を用いて接続されるとともに、液晶表示パネル２の一辺の近傍３ｂで折り曲げられ、他端３ｃ側は、バックライト部５とバックケース７との間３ｄで折り返され、可撓性回路基板３の他端３ｃは、バックライト部５の背面に配置されたＰＣＢ４の接続パッドに半田を用いて接続されている。

バックライト部５には、その導光板５ａの前面側（液晶表示パネル側）の外周に沿ってフロントフレーム５１が形成され、側面及び背面には合成樹脂性のバックフレーム５２が形成される。液晶表示パネル２とバックライト部５との間には、フロントフレーム５１に沿って両面テープ６が設けられ、この両面テープ６により、液晶表示パネル２がバックライト部５に固定される。また、バックライト部５は、バックフレーム５２の内側の一側面に沿って配置された、蛍光管、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等の光源（図示略）と、光源からの光を液晶表示パネル２の表示領域に向けて導くための導光板５ａ等を備える。なお、バックライト部５として、光源を液晶表示パネル２の背面直下に配置した直下型のユニットを用いるようにしてもよい。

バックライト部５のバックフレーム５２の背面側の複数の異なる位置（例えば２箇所）には、外側に突起する突起体である筒体５２ａが形成される。筒体５２ａ内部には雌ネジが切られている。ＰＣＢ４には、筒体５２ａの位置に合わせて筒体５２ａを貫通させる透孔１０ａ、１０ｂが穿設される。また、液晶表示装置１の筐体となる金属製のバックケース７には、ＰＣＢ４の透孔１０ａ、１０ｂにそれぞれ位置合わせされる透孔１１ａ、１１ｂが穿設される。

透孔１１ａ、１１ｂは、バックケース７面から内方に突出した有底筒状体７ａの頂面（底面）７ｂに設けられ、この頂面７ｂとバックフレーム５２の背面とで、ＰＣＢ４を挟むようにしている。従って、バックフレーム５２に一体形成される筒体５２ａの軸方向の高さは、ＰＣＢ４を挟んだ状態でバックケース７の背面から突出しないようにするか、図２に示すように、バックケース７の背面から僅かに突出する程度にとどめるのが好ましい。

ＰＣＢ４の透孔１０ａの背面側の周囲には、接地するためのアースパターン１４が形成される。また、筒体５２aの外周にはスペーサ１２が移動自在に嵌合され、このスペーサ１２の一端を有頭のネジ１３の頭部で押圧するように筒体５２ａにネジ１３が螺合される。ネジ１３による締め付け時に筒体５２ａの外周部に嵌合される押え体である筒状のスペーサ１２には、ＰＣＢ４側の先端部に、先端に向けて外径が漸減したテーパ部１２ａが形成される。

なお、図２では、透孔１０ａ、１１ａが位置する部分のＰＣＢ４の締結構造の断面図を示しているが、図１の透孔１０ｂ、１１ｂに対応する締結構造も図２と同様である。また、図１では、ＰＣＢ４の固定箇所が２箇所である場合を示しているが、ＰＣＢ４の固定箇所の個数は特に限定されない。

本実施形態では、ＰＣＢ４の締結構造の構成条件について、以下のように設定するものとする。

ネジ１３による締め付け時に、ＰＣＢ４の透孔１０ａ及びバックケース７の透孔１１ａを通じて、バックフレーム５２の筒体５２ａをＰＣＢ４及びバックケース７よりも外側に突出させ、筒体５２ａの外周部にテーパ部１２ａがＰＣＢ４側となるようにスペーサ１２を嵌合する。そして、ネジ１３を筒体５２ａの雌ネジに螺合することによって、ネジ頭部によりスペーサ１２をバックフレーム５２側に押圧移動させる。このとき、テーパ部１２ａの傾斜面が透孔１０ａ及び１１ａの内縁部を押圧し、テーパ部１２ａの先端がバックフレーム５２の背面を押圧しないようにする。また、図２に示すように、テーパ部１２ａの先端径をα１、透孔１０ａの孔径をβ、テーパ部１２ａの後端径をα２とすると、α１＜β＜α２の関係に設定する。また、スペーサ１２の軸方向の長さｌと、筒体５２ａの軸方向の長さからＰＣＢ４の厚さ分を除いた長さＬをｌ＞Ｌに設定する。

上記の構成条件をもって、ネジ１３を筒体５２ａに螺合することにより、スペーサ１２が回転せずに軸方向に押圧され、テーパ部１２ａが透孔１０ａの内縁部と当接し、テーパ部１２ａの傾斜面によって透孔１０ａの内縁部が押圧される。このように、テーパ部１２ａが透孔１０ａの内縁部に圧接されるため、ＰＣＢ４がバックフレーム５２に強固に固定されるとともに、バックケース７とバックフレーム５２とも強固に固定されることになる。

更に、このネジ１３の締め付けによってテーパ部１２ａがバックケース７の透孔１１ａの内縁部をＰＣＢ４側にも押圧しているので、アースパターン１４とバックケース７とが当接することにより電気的に接続される。このとき、バックケース７の透孔１１ａの外周近傍部分を図示のようにアースパターン１４側に突出するようにプレス加工しておくことにより、アースパターン１４とバックケース７との接触をより強固で確実なものとすることが可能となる。

上記の構成条件により、テーパ部１２ａが透孔１０ａの内縁部に圧接された場合でも、テーパ部１２ａの先端部は、バックフレーム５２の背面に接触することはあっても押圧しないか、又はバックフレーム５２とテーパ部１２ａの先端部との間に間隙が形成される。また、α１＜β＜α２の関係により、テーパ部１２ａの傾斜面によって透孔１０ａの内縁部が必ず押圧されるため、押圧力が阻害されることはない。

なお、このｌ＞Lの条件は、ネジ１３を筒体５２ａに螺合した際に、スペーサ１２のテーパ部１２ａによってＰＣＢ４の透孔１０ａの内縁を押圧するためのものであって、有頭のネジ１３の頭部の形状をＰＣＢ４側に対して断面凹状に形成し、この凹部部分に筒体５２ａが位置するようにして、凹部の突縁端部でスペーサ１２端部を押圧するように構成する場合には、この条件に合致しない場合でも使用が可能である。換言すれば、ネジ１３の締め付けに応じてスペーサ１２が軸方向に移動する構成であれば、この実施形態に囚われることはない。

スペーサ１２の軸方向に対するテーパ部１２ａの傾斜角θは、透孔１０ａの孔径β、スペーサ１２のストローク、ＰＣＢ４の厚さ、バックケース７の厚さ等によって異なるが、少なくとも上記の構成条件を満たすような値に設定することで所期の目的は達成される。

傾斜角θが小さくなり過ぎると、テーパ部１２ａの透孔１０ａへの挿入は容易となるが、挿入しすぎると、テーパ部１２ａの先端部がバックフレーム５２の背面を押圧することにより、テーパ部１２ａと、透孔１０ａの内縁部との間に隙間が生じる可能性が高くなる。一方、傾斜角θが大きくなり過ぎると、テーパ部１２ａの透孔１０ａへの挿入が不確実となり、ＰＣＢ４が移動してしまう虞がある。望ましくは、上記構成条件に加えて、少なくとも、テーパ部１２ａの幅方向の高さを、ＰＣＢ４とバックケース７を積層したときの厚さの合計に対して大きくなるように設定することで、最適な傾斜角θを設定することが可能となる。

また、ＰＣＢ４の背面に積層されるバックケース７の透孔１１ａの孔径をγとすると、ＰＣＢ４の透孔１０ａの孔径βに対し、β＜γの関係に設定し、透孔１０ａ、１１ａの各々の内縁部を結ぶ直線の傾斜に合わせてテーパ部１２ａの傾斜角θを設定すれば、テーパ部１２ａの傾斜面により、透孔１０ａの内縁部と同時に、透孔１１ａの内縁部を押圧することが可能となる。

以上のように、本実施形態の液晶表示装置１によれば、ネジ１３による締め付け時に、テーパ部１２ａの傾斜面をＰＣＢ４の透孔１０ａの内縁部に押圧させることにより、押圧力がｚ方向（スペーサ１２の軸方向）だけでなくｘ方向及びｙ方向にも働くため、ＰＣＢ４が移動可能なクリアランスが略ゼロとなり、高耐久条件による振動試験においても、ＰＣＢ４の微動が抑制される。従って、振動試験や輸送・搬送、車載搭載時における振動を受けた場合において可撓性回路基板３へのストレスが低減され、振動に対する耐久性を向上させることが可能となる。

また、テーパ部１２ａの傾斜面により、ＰＣＢ４の透孔１０ａの内縁部と同時に、バックケース７の透孔１１ａの内縁部を押圧することにより、ＰＣＢ４とともにバックケース７をバックフレーム５２とに強固に固定することができる。更に、バックケース７の端面を確実にＰＣＢ４のアースパターン１４に押圧接触させることができるため、アースパターン１４とバックケース７との電気的接続を確実なものとすることができる。

〈変形例〉
図３に、上述の実施形態の変形例におけるＰＣＢ４の締結構造を示す。図３では、図２と同一の構成要素には同一の符号を付している。本変形例は、バックフレーム５２に一体的に形成し背面側に突出する突起体として、雄ネジを形成したスタッドボルト５２ｂを用い、図２のスペーサ１２の代わりとなる押え体として、先端にテーパ部１２ｃを有する雌ネジを形成したナット１２ｂを用いて、ＰＣＢ４を、又はＰＣＢ４及びバックケース７をバックフレーム５２に固定する。

本変形例によるＰＣＢ４の締結構造においても、図２に示す締結構造と同様の効果を得ることが可能であるとともに、スタッドボルト５２ｂの長さをバックケース７の筒状体７ａよりも短く構成することにより、ナット１２ｂの頭部をバックケース７の裏面と同一面若しくは低く抑えることが可能であって、バックケース７の裏面を平坦化させる構成とすることができる。この平坦化の構成は、上述の実施形態に係る筒体５２ａの長さを筒状体７ａよりも短く形成することでも達成可能である。このようにバックケース７の裏面を平坦化することにより、バックケース７外面に不要な突起物が存在しないので作業性が良好となるばかりでなく、液晶表示装置１を最終製品に組み込む場合の設計自由度が向上するという効果をもたらす。

なお、上述の実施形態の液晶表示装置１が、可撓性回路基板３に駆動ＩＣ３１をマウントしたＴＡＢ構造を有するものとして説明したが、駆動ＩＣ３１を液晶表示パネル２やＰＣＢ４側にマウントした構造であっても上述の実施形態が同様に適用可能であることは言うまでもない。

また、上述の実施形態においては、筒体５２ａ内部には予め雌ネジを切り、この雌ネジにネジ１３を螺合させた場合について説明しているが、筒体５２ａとして雌ネジを設けていない内筒状に形成しておき、この筒体５２ａ内にセルフタッピンネジを直接螺合させるような構成でも、同様の効果を呈することができる。

本発明の実施形態に係る液晶表示装置を概略的に示す斜視図。 図１に示す構造のＡ−Ａ’矢視の断面図。 本実施形態の変形例におけるＰＣＢの締結構造を示す図。

符号の説明

１ 液晶表示装置
２ 液晶表示パネル
３ 可撓性回路基板
３１ 駆動ＩＣ
４ ＰＣＢ
５ バックライト部
５１ フロントフレーム
５２ バックフレーム
５２ａ 筒体
５２ｂ スタッドボルト
６ 両面テープ
７ バックケース
１０ａ、１０ｂ、１１ａ、１１ｂ 透孔
１２ スペーサ
１２ａ、１２ｃ テーパ部
１２ｂ ナット
１３ ネジ
１４ アースパターン

Claims (5)

1. 液晶表示パネルと、
   前記液晶表示パネルの背面に重畳配置されたバックライト部と、
   前記液晶表示パネルに接続される可撓性回路基板と、
   前記可撓性回路基板を介して前記液晶表示パネルに接続され、前記バックライト部の背面に配置されたプリント回路基板と、
   前記バックライト部の背面の所定位置に外側に突起するように形成された突起体と、
   先端に向けて外径が漸減したテーパ部が形成された押え体と、を備え、
   前記プリント回路基板に、前記突起体の位置に合わせて透孔が穿設され、
   前記プリント回路基板の透孔を介して前記突起体を外側に突出させ、当該突起体の外周部に、前記テーパ部が前記プリント回路基板側となるように前記押え体を嵌合し、螺合手段により前記テーパ部の傾斜面を前記プリント回路基板の透孔の内縁部に押圧させ、前記プリント回路基板を前記バックライト部の背面に固定することを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記バックライト部を背面から覆うバックケースを備え、
   前記バックケースに、前記プリント回路基板の透孔の位置に合わせて透孔が穿設され、
   前記プリント回路基板の透孔及び前記バックケースの透孔を介して前記突起体を外側に突出させ、前記押え体を前記突起体に嵌合し、螺合手段により前記テーパ部の傾斜面を、前記プリント回路基板の透孔の内縁部及び前記バックケースの透孔の内縁部に押圧させ、前記プリント回路基板及び前記バックケースを前記バックライト部の背面に固定することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記プリント回路基板の透孔の前記バックケース側の周囲にアースパターンを配置し、このアースパターンと前記バックケースとを当接させて電気的に接続したことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記突起体は筒体であり、
   前記押え体は、先端部にテーパ部が形成されたスペーサにより構成され、
   前記筒体の外周部に、前記テーパ部が前記プリント回路基板側となるように前記スペーサを嵌合し、前記螺合手段を構成するネジを前記筒体に螺合することによって前記スペーサ端面を押圧し、前記テーパ部の傾斜面を少なくとも前記プリント回路基板の透孔の内縁部に押圧させ、前記プリント回路基板を前記バックライト部の背面に固定することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液晶表示装置。
5. 前記突起体はスタッドボルトであり、
   前記押え体は、先端部にテーパ部が形成されたナットであることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の液晶表示装置。

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