JP3656796B2

JP3656796B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3656796B2
Application number: JP17707298A
Authority: JP
Inventors: 豊和小林
Original assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Current assignee: Nippon Seiki Co Ltd
Priority date: 1998-06-24
Filing date: 1998-06-24
Publication date: 2005-06-08
Anticipated expiration: 2018-06-24
Also published as: JP2000010500A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数の電極リードを列状に有する液晶表示素子を回路基板へ取付けるために、この液晶表示素子を載置するケース体を備えた液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の液晶表示装置は、実公平１−１４０４９号公報等に開示されるものがあり、液晶表示部から略鉛直方向へリードフォーミングされた複数の電極リードを備えた透過型の液晶表示素子と、この液晶表示素子をケースの上部に配設するケース体とを備え、このケースには前記液晶表示素子の前記電極リードを各々離間させて配設するために複数の溝部が設けられ、この溝部に対応させて前記電極リードを配設し、前記ケース体を回路基板に取付けると共に回路基板に形成される挿入孔に前記電極リードを挿入させた後、前記電極リードと前記回路基板とを半田付けにより固定する構造が採用されている。
【０００３】
前記液晶表示素子の前記回路基板への実装において、前記電極リードを前記回路基板の前記挿入孔に配設する場合、前記電極リードは列状に複数配設され、かつ前記電極リードが細く変形しやすいため、隣り合う複数の電極リードが不揃いになり易く、前記各電極リードを横一列に揃えるための専用の取付用治具を用いないと前記挿入孔にセットしにくいといった問題点を有している。
【０００４】
この問題点を考慮するものとして、例えば、図９及び図１０に示すように電極リード３０のフォーミング角度が前記鉛直方向より内側になるよう（鉛直方向に対し電極リード３０が鋭角になる角度）リードフォーミングし、液晶表示素子３１をケース体３２の上部に配設した際に、電極リード３０のスプリングバック作用を利用して電極リード３０を溝部３３に当接させることで、複数の電極リード３０を横一列に揃えてケース体３２に位置決め配設し、この状態で電極リード３０を回路基板３４の挿入孔３５に挿通させることにより組付け作業を容易に行なえるようにしたものもある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
この構成によれば、ケース体３２を回路基板３４上に配設し、電極リード３０を回路基板３４の挿入孔３５に挿通させた後、回路基板３４の裏面側に突出した電極リード３０を回路基板３４に形成されるランドに半田により固定するようにしているが、例えば車両用表示装置としてこの液晶表示装置を用いた場合、様々な使用環境により周囲温度が変化すると、回路基板３４とケース体３２はそれぞれ熱により膨張若しくは収縮して変形するが、回路基板３４とケース体３２との熱膨張率の違いにより両部材にあってはそれぞれ変形量が異なる。
【０００６】
このような液晶表示素子の実装構造では、電極リード３０が回路基板３４に半田付けされた後もケース体３２の溝部３３のリード挿出部３６に当接した状態で配設されているため、異なる材質からなる２部材の熱膨張若しくは熱収縮による変形量の違いから、場合によりケース体３２の変位に伴ってこの当接したリード挿出部３６で電極リード３０が押され、電極リード３０と回路基板３４との半田付け箇所３７に応力が加わり、半田クラックが発生する恐れがあった。
【０００７】
この際、図９及び図１０に示すような従来構造にあっては、液晶表示装置が高温雰囲気中に晒され熱膨張した場合、一般にケース体の方が回路基板より熱膨張率が大きいため、この変形量の差分として基準Ｘに対して相対的にケース体が基準Ｘから離間する方向に移動することになる。すると、この場合リード挿出部３６が案内部である溝部３３における当接箇所となり、このリード挿出部３６は溝部３３の下端部に位置し、電極リード３０と回路基板３４との半田付け箇所３７に近接（当接箇所であるリード挿出部３６と半田付け箇所３７との距離Ａが短い）しているためこの変位を吸収できず、電極リード３０と回路基板３４との半田付け箇所３７に応力が加わり、半田クラックが発生する恐れがあるというものである。
【０００８】
そこで、本発明は前記問題点に着目し、熱膨張によるケース体や回路基板の変形が発生した場合であっても、液晶表示素子の電極リードと回路基板との半田付け部分に半田クラックを発生させず、また、製造工程における組立作業性の向上を図ることのできる液晶表示装置を提供するものである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の長手方向に列状に並設される複数の電極リードと、前記液晶表示素子を配設するための載置部を備えるケース体と、前記ケース体と一体に設けられ前記液晶表示素子の前記電極リードを挿通しこの電極リードを位置決めする案内部と、前記案内部の下端部に位置するリード挿出部と、前記電極リードが半田接続される半田付け箇所を有する回路基板と、からなる液晶表示装置であって、前記案内部は、前記半田付け箇所から前記リード挿出部までの距離よりも前記半田付け箇所からの距離が大きくなる位置であって前記リード挿出部に対して内方位置に形成され前記電極リードの一部と当接して前記電極リードを横１列に揃える突出部と、前記リード挿出部側に前記突出部を基点として前記電極リードの先端が変位可能な自由空間と、を有するものである。
【００１０】
また、前記液晶表示素子は前記ケース体を介して前記回路基板に取付可能に設け、前記回路基板には、前記ケース体の取付位置を決定する位置決め部を設けたものである。
【００１１】
また、前記回路基板には、前記ケース体が前記位置決め部により固定される位置で前記液晶表示素子の前記各電極リードの位置に対応して複数の貫通孔を設け、前記電極リードは前記回路基板の前記貫通孔に挿通され半田付けされてなるものである。
【００１２】
また、前記案内部は、前記複数の電極リードを各々離間させて配設する溝部からなるものである。
【００１３】
また、前記案内部を覆う保護壁を設けたものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
複数の電極リードを列状に備えた液晶表示素子は、ケース体の上部の載置部に配設され、ケースの側壁部に形成される溝部からなる案内部により各電極リードが案内され、それぞれ離間状態でかつ横一列に揃った状態で位置決め保持される。従って、ケース体に液晶表示素子を配設した状態で、ケース体ごと回路基板に組み付けることで、電極リードを専用の治具等を用いることなく容易に回路基板の挿入孔に配設することができるため、製造工程における組立作業性の向上を図ることができる。
【００１６】
そして、本発明ではさらに案内部のリード挿出部に対して内方位置に前記電極リードの一部と当接可能に設けた突出部を案内部である溝部内に設けたことにより、前記液晶表示素子が前記ケース体を介して回路基板に取付られ、前記電極リードが前記回路基板の前記貫通孔に挿通され半田付けされた実装状態にあっては、ケース体や回路基板に、熱膨張による変形が発生し電極リードがケース体の突出部により押された場合であっても、この突出部はリード挿出部に対し内方に位置しているので、従来と比較して電極リードと回路基板との半田付け箇所から離間しているため、この半田付け箇所への応力集中を緩和でき、電極リードと回路基板との半田付け箇所における半田クラックの発生を防ぐことができる。
【００１７】
また、本構成によれば、電極リードを位置決めする案内部のリード挿出部側には前記電極リードが変位可能な自由空間が設けられることになり、前記液晶表示素子が前記ケース体を介して回路基板に取付られ、前記電極リードが前記回路基板の前記貫通孔に挿通され半田付けされた実装状態にあっては、ケース体や回路基板に、熱膨張による変形が発生し電極リードがケース体により押された場合であっても、この案内部のリード挿出部側では電極リードが変位可能となっているので、半田付け箇所への応力集中を緩和でき、電極リードと回路基板との半田付け箇所におけるクラックの発生を防ぐことができる。
【００１８】
【実施例】
以下、本発明を添付図面に記載した実施例に基づき説明する。
【００１９】
図１から図４を用いて本発明の第１実施例を説明する。
【００２０】
本発明における液晶表示装置は概して、液晶表示素子１と、液晶表示素子１の電圧を印加するための電極リード２と、ケース体３と、回路基板４とから構成されるものである。
【００２１】
液晶表示素子１は、一対の透光性基板間に液晶を封入したものであり、前記透光性基板にそれぞれ形成された電極間への選択的な電圧印加によって液晶の分子配列方向を変化させ、表示部の両面に設けられる偏光板の偏光軸との関係により制御し、背後に設けられる照明用光源５の照明光線を利用して所定の表示を行う透過型からなるものである。
【００２２】
電極リード２は、液晶表示素子１の前記電極間に電圧を印加し、液晶表示素子１の長手方向に列状に複数並設される。この電極リード２は、液晶表示素子１の電極部（図示しない）に接続されるとともに液晶表示素子１の表示面１ａから鉛直方向にリードフォーミングされ、かつ液晶表示素子１の電極リード２の取付位置から所定の角度（後で詳述するケース体３の載置部に液晶表示素子１を配設した際に、電極リード２がケース体３の案内部に当接可能な角度）を持って鉛直方向より若干内側に折り曲げ形成されている。
【００２３】
ケース体３は、例えば、合成樹脂材料により形成された筐体からなる。このケース体３は、液晶表示素子１を配設するための枠状の載置部６をケース体３の上部に形成するとともに、各電極リード２を各々離間させて配設する複数の溝部７を備える案内部８をケース体３の側壁に形成している。また、ケース体３の内側には、回路基板４に配設される照明用光源５からの照明光線を液晶表示素子１に案内する照明室９が形成され、このケース体３は液晶表示素子１を支持する支持部材であるとともに液晶表示素子１のライトボックスとして構成される。
【００２４】
また、このケース体３の下端部には、前記ケース体の回路基板上への取付位置を決定するボス１０が設けられ、このボス１０に対応して回路基板４には孔部１１からなる位置決め部１２を設けている。
【００２５】
また、この回路基板４は、紙フェノールやガラス繊維入り樹脂等の絶縁材料からなるもので、絶縁基板の表裏を貫通する貫通孔１３が各電極リード２に対応するように列状に形成されている。そして、前述したボス１０と孔部１１からなる位置決め部１２との嵌合により、液晶表示素子１ごとケース体３を回路基板４に取付けることで、液晶表示素子１の複数の電極リード２を回路基板４の貫通孔１３に案内できるようになっている。
【００２６】
そして、回路基板４の裏面側の貫通孔１３の周辺には、電極リード２と電気的に接続するための図示しないランドが形成されている。
【００２７】
照明用光源５は、例えば、白熱電球からなるもので、液晶表示素子１の透過照明用の光線を発するものであり、回路基板４に取り付けられ、この照明光が前述したケース体３内の照明室９を介して液晶表示素子１を背面から透過照明するようにしている。
【００２８】
そして、本発明にあっては、液晶表示素子１の電極リード２を挿通しこの電極リード２を位置決めする案内部８をケース体３と一体に設けており、この案内部８は液晶表示素子の複数の電極リード２に対応した溝部７としてケース体３の側壁に設けられ、この溝部７に電極リード２が挿通されることにより、電極リード２を各々離間させて配設することが出来ると共に複数の電極リード２を横一列に揃えた状態とし、回路基板４の貫通孔１３への挿入を行ない易くするものである。
【００２９】
また、この溝部７からなる案内部８には断面くの字状に突出する突出部１４を設けている。この突出部１４は、案内部８のリード挿出部１５に対して内方位置（載置部６側）に設けられ、電極リード２の一部と当接可能に設けられている。
【００３０】
つまり、こうすることにより電極リード２に対し、この突出部１４を基点として電極リード２の先端を変位可能な自由空間１６を案内部８のリード挿出部１５側に設けた構成としている。
【００３１】
上記構成により、本発明の液晶表示装置の組付けに際しては、まずケース体３の上部に設けられた載置部６に液晶表示素子１を載置すると共に、複数の電極リード２をケース体３の側壁に設けられた溝部７からなる案内部８に挿入する。
【００３２】
すると、液晶表示素子１の電極リード２のスプリングバック機能により電極リード２が案内部８の突出部１４に押し付けられた状態でセットされ、複数の電極リード２が横１列に揃った状態で回路基板４への組付けが行われる。
【００３３】
回路基板４へのケース体３の組付けにあってはケース体３に設けたボス１０を回路基板４の孔部１１からなる位置決め部１２に挿入することでケース体３の固定位置が決定され、この位置で横１列に整列された電極リード２を回路基板４の貫通孔１３に各々挿入することができるようになっている。
【００３４】
この際、図示しないがケース体３に爪状のフックを設け、このフックに対応して回路基板４側に孔部を設けることによりこのフックと孔部の係合によりケース体の回路基板への取付を確実なものとすることもできる。またこのフックと孔部とにより位置決め部としての作用を持たせてもよい。
【００３５】
そして、貫通孔１３に挿入された電極リード２を回路基板４の裏面側から半田付け接続するものである。
【００３６】
次に液晶表示素子１の回路基板３への組付け後（液晶表示装置の使用状態）において、温度変化を受けた場合の作用について図２から図４を用いて説明する。
【００３７】
この場合、例としてケース体３の熱膨張率が回路基板４より大きい場合について説明する。
【００３８】
液晶表示装置が高温雰囲気中に晒されると、ケース体３の方が回路基板４より大きく膨張するため、ケース体３は常温での状態を示す図２から高温の状態を示す図３のように変化する。つまり、ケース体３と回路基板４との変形量の差分として、基準Ｘから離れる方向にケース体３が相対的に移動することになる。
【００３９】
すると、電極リード２に当接する突出部１４も共に基準Ｘから離れる方向に移動することになり電極リード２を押圧することになるが、突出部１４はリード挿出部１５から内方に位置してなるので、この突出部１４と半田付け箇所１７からは距離Ｂだけ離れているので、図９及び図１０に示す従来例における距離Ａと比較してこの突出部１４と半田付け箇所１７との距離Ｂが大きいため、この案内部８のリード挿出部１５側を自由空間１６とし、この移動分を電極リード２で吸収することができ、この半田付け箇所１７への応力集中を緩和でき、電極リード２と回路基板３との半田付け箇所１７における半田クラックの発生を防ぐことができる。
【００４０】
逆に液晶表示装置が低温雰囲気中に晒されると、ケース体３の方が回路基板より大きく収縮するため、ケース体３は常温での状態を示す図２から低温の状態を示す図４のように変化する。つまり、ケース体３と回路基板４との変形量の差分として基準Ｘに接近する方向にケース体３が相対的に移動することになる。
【００４１】
すると、電極リード２に当接する突出部１４も共に基準Ｘに接近する方向に移動することになり電極リード２から離間するよう移動することになり、この場合応力集中は起こらない。
【００４２】
図５から図８は、本発明の第２実施例を示し、第１実施例で示したような液晶表示装置のケース体３に対し、案内部８を覆う保護壁１８を設けたものであり、この保護壁１８により、案内部８に挿通される電極リード２へのゴミや埃、水滴等の侵入を防止してショート等の発生を防止するようにしている。
【００４３】
この場合、案内部８と対向して配設される保護壁１８にも突出部１９を設けることにより、電極リード２が案内部８と保護壁１８とにより囲まれた構成にあっても温度変化による膨張変形及び収縮変形にも対応可能に設けて構成したものである。
【００４４】
この第２実施例の液晶表示素子１の回路基板３への組付け後（液晶表示装置の使用状態）において、温度変化を受けた場合の作用について図６から図８を基に説明する。
【００４５】
この場合、例としてケース体３の熱膨張率が回路基板より大きい場合について説明する。
【００４６】
液晶表示装置が高温雰囲気中に晒されると、ケース体３の方が回路基板４より大きく膨張するため、ケース体３は常温での状態を示す図６から高温の状態を示す図７のように変化する。つまり、ケース体３と回路基板４との変形量の差分として、基準Ｘから離れる方向にケース体３が相対的に移動することになる。
【００４７】
すると、電極リード２に当接する突出部１４も共に基準Ｘから離れる方向に移動することになり電極リード２を押圧することになるが、突出部１４はリード挿出部１５から内方に位置してなるので、この突出部１４と半田付け箇所１７からは距離Ｂ１だけ離れているので図９及び図１０に示す従来例における距離Ａと比較してこの突出部１４と半田付け箇所１７との距離Ｂ１が大きいため、この案内部８のリード挿出部１５側を自由空間１６とし、この移動分を電極リード２で吸収することができ、この半田付け箇所１７への応力集中を緩和でき、電極リード２と回路基板４との半田付け箇所１７における半田クラックの発生を防ぐことができる。
【００４８】
逆に液晶表示装置が低温雰囲気中に晒されると、ケース体３の方が回路基板４より大きく収縮するため、ケース体３は常温での状態を示す図６から低温の状態を示す図８のように変化する。つまり、ケース体と回路基板４との変形量の差分として、基準Ｘに接近する方向にケース体３が相対的に移動することになる。
【００４９】
すると、電極リード２に当接する突出部１４も共に基準Ｘから離れる方向に移動することになり電極リード２から離反することになるが、保護壁１８に設けられた突出部１９に当接することになる。この場合保護壁１８に設けられる突出部１９は、リード挿出部１５から内方に位置してなるので、この突出部１９と半田付け箇所１７からは距離Ｂ１だけ離れているので、図９及び図１０に示す従来例における距離Ａと比較してこの突出部１９と半田付け箇所１７との距離Ｂ１が大きいため、この案内部８のリード挿出部１５側を自由空間１６とし、この移動分を電極リード２で吸収することができ、この半田付け箇所１７への応力集中を緩和でき、電極リード２と回路基板４との半田付け箇所１７における半田クラックの発生を防ぐことができる。よって、この実施例においては、案内部８と対向して配設される保護壁１８にも突出部１９を設けることにより、電極リード２が案内部８と保護壁１８とにより囲まれた構成にあっても温度変化による膨張変形及び収縮変形にも対応可能に設けて構成したものである。
【００５０】
この場合、案内部８と保護壁１８との組合せにより広義の案内部８として構成されるものである。
【００５１】
なお、本発明では前述した実施例に限らず様々な変形実施が可能であり、例えば、案内部は、溝部に限らず複数の凸部によって囲まれ、この突部間に電極リードを挿通させるものや、載置部から挿出部に向けて側壁を貫通する孔部からなるものであってもよい。
【００５２】
また、突出部は、断面くの字状に限らず円弧状や三角状に突出するものであっても良く、電極リードの先端部がこの突出部を基点として変位可能な形状に適宜選択可能である。また、案内部が孔部からなる場合には、この孔部の挿出部側を載置部側より径大に設定することにより、この内径寸法の変化する箇所を突出部として機能させ、電極リードの挿出部側を自由空間として構成することもできる。
【００５３】
また、第２実施例では、案内部８に設けられる突出部１４と保護壁１８に設けられる突出部１９とを、リード挿出部からほぼ同じ距離に設定していたがそれぞれの形成位置を異ならせて互い違いに構成したものであってもよい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明は、熱膨張によるケース体や回路基板の変形が発生した場合であっても、液晶表示素子の電極リードと回路基板との半田付け部分に半田クラックを発生させず、また、製造工程における組立作業性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例の液晶表示装置において液晶表示素子の実装構造を示す斜視図である。
【図２】本発明の第１実施例の液晶表示装置における常温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図３】本発明の第１実施例の液晶表示装置における高温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図４】本発明の第１実施例の液晶表示装置における低温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図５】本発明の第２実施例の液晶表示装置において液晶表示素子の実装構造を示す斜視図である。
【図６】本発明の第２実施例の液晶表示装置における常温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図７】本発明の第２実施例の液晶表示装置における高温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図８】本発明の第２実施例の液晶表示装置における低温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図９】従来例の液晶表示装置における常温時での取り付け状態を示す断面図である。
【図１０】従来例の液晶表示装置における高温時での取り付け状態を示す断面図である。
【符号の説明】
１液晶表示素子
２電極リード
３ケース体
４回路基板
６載置部
７溝部
８案内部
１２位置決め部
１３貫通孔
１４突出部
１５リード挿出部
１６自由空間
１７半田付け箇所
１８保護壁
１９突出部

Claims

液晶表示素子と、
前記液晶表示素子の長手方向に列状に並設される複数の電極リードと、
前記液晶表示素子を配設するための載置部を備えるケース体と、
前記ケース体と一体に設けられ前記液晶表示素子の前記電極リードを挿通しこの電極リードを位置決めする案内部と、
前記案内部の下端部に位置するリード挿出部と、
前記電極リードが半田接続される半田付け箇所を有する回路基板と、
からなる液晶表示装置であって、
前記案内部は、
前記半田付け箇所から前記リード挿出部までの距離よりも前記半田付け箇所からの距離が大きくなる位置であって前記リード挿出部に対して内方位置に形成され前記電極リードの一部と当接して前記電極リードを横１列に揃える突出部と、
前記リード挿出部側に前記突出部を基点として前記電極リードの先端が変位可能な自由空間と、
を有することを特徴とする液晶表示装置。
前記液晶表示素子は前記ケース体を介して前記回路基板に取付可能に設け、前記回路基板には、前記ケース体の取付位置を決定する位置決め部を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記回路基板には、前記ケース体が前記位置決め部により固定される位置で前記液晶表示素子の前記各電極リードの位置に対応して複数の貫通孔を設け、前記電極リードは前記回路基板の前記貫通孔に挿通され半田付けされてなることを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記案内部は、前記複数の電極リードを各々離間させて配設する溝部からなることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記案内部を覆う保護壁を設けたことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。