JP4470697B2 - 基板固定構造及びデバイスモジュール並びに電子機器 - Google Patents

基板固定構造及びデバイスモジュール並びに電子機器 Download PDF

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Description

本発明は、配線基板等の基板の固定構造及びデバイスモジュール並びに電子機器に関するものである。
携帯情報端末等の電子機器は携帯性が重視されるため、小型・軽量化が図られる状況にあり、外形形状が制限されるため、液晶表示パネル等には、FPC(Flexible Print Circuit)やCOF(Chip On Film)等の可撓性の基板が折り曲げられた状態でその一端側が接続している(例えば特許文献1参照)。
従来、この種の基板を固定する構造としては、固定対象にフックを設けるとともに、フックが貫通、且つ係合する孔部を基板に形成する構成が挙げられる。
図9に、この固定構造の一例を示す。
図9(a)は、液晶表示パネル等のデバイスDを一方側(下側)で支持する固定対象であるフレームF(例えばバックライト用のフレーム)に、デバイスDに接続された可撓性の基板PがフレームFの他方側(上側)に弾性変形して、図中右側から折り返された状態で固定されたデバイスモジュールを模式的に示した平面図であり、図(b)は断面図である。
フレームFの上面には、幅方向(図9(a)中、紙面の上下方向)の両端側にカギ型のフックが50、50が設けられている。フック50は、フレームFから立設される突起部51と、突起部51の頂部に設けられフレームFの上面に沿って長さ方向の一方側(紙面、左側)に突起部51より突出する平面視矩形の係合部52とから構成されている。これら突起部51及び係合部52は、略同一幅で形成されている。
そして、基板Pのフック50と対応する位置には、フック50の係合部52が挿通可能なように、係合部52の外形輪郭よりも僅かに大きく形成され左右方向に延びる平面視矩形の孔部53が形成されている。
上記の基板PをフレームFに対して固定するには、フレームFの上方から基板Pを押し込んで孔部53をフック50に挿通させる。基板Pがフック50の係合部52通過した後に、基板Pに対する押し込みを停止すると、折り返された可撓性基板は図中右方向への弾性力(弾性復元力)で付勢され、基板Pは突起部51により右方向への移動が規制されて位置決めされる。また、基板Pの弾性復元力は上方へも作用するが、この場合は係合部52に移動を規制されるため上下方向の位置決めがなされる。
特開2004−186472号公報
しかしながら、上述したような従来技術には、以下のような問題が存在する。
基板Pに外力が作用して、基板Pが図中左側へ動いた場合、上方への弾性復元力により、孔部53がフック50から外れてしまう可能性があり、確実、且つ安定して固定できる構造とは言えなかった。特に、基板Pの全体が可撓性を有しているため、この傾向が顕著である。
本発明は、以上のような点を考慮してなされたもので、外力が作用した場合でも、基板が固定対象から外れにくい基板固定構造及びデバイスモジュール並びに電子機器を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために本発明は、以下の構成を採用している。
本発明の基板固定構造は、固定対象と、前記固定対象と対向する基板とを固定する基板固定構造であって、前記固定対象は、前記基板と対向する対向面から前記基板側に突出する突起部と、前記突起部の頂部から屈曲し、前記対向面に沿った方向に延出する係合部と、を具備する第1フック、及び第2フックを備え、前記基板は、前記第1フック、及び前記第2フックに各々対応する第1孔部、及び第2孔部を備え、前記第1孔部は、前記係合部の延出方向に長手の延在方向を有する孔部であるとともに、前記第2孔部は、前記第1孔部の長手の延在方向と交差する方向に長手の延在方向を有する孔部であり、前記第1フック、及び前記第2フックが前記第1孔部、及び前記第2孔部に各々挿通し、嵌合することで前記固定対象に前記基板が固定されていることを特徴とするものである。
従って、本発明の基板固定構造では、固定対象に固定されている基板に、第1孔部の長手の延在方向第1方向に沿って移動する力が作用した場合には、第1孔部の長手の延在方向と交差する方向に長手の延在方向(第2方向)を有する第2孔部に嵌合する第2フックにより、基板の第1方向への移動が阻止される。同様に、固定対象に固定されている基板に、第2方向に沿って移動する力が作用した場合には、第1孔部に嵌合する第1フックにより、基板の第2方向への移動が阻止される。このように、固定対象のフックが互いに異なる方向に長手の延在方向を有する孔部に嵌合することで、基板に一方向への外力が作用した場合でも、基板が固定対象から外れることを抑制できる。
第2孔部としては、前記基板の端部に一端を開放して形成される構成や、第2孔部の長手の延在方向と交差する方向に延出され、第2係合部が挿通可能な挿通孔が第2孔部の一端に接続して形成される構成を適宜採用できる。この場合、開放部分から第2突起部を第2孔部に嵌合させたり、一旦、挿通孔に第2突起部を挿通した後に第2孔部に嵌合させることができる。
また、本発明に関連する基板固定構造は、固定対象に突起部が設けられ、基板に前記突起部に対応する孔部が設けられ、前記突起部に前記孔部を嵌合させた状態で前記基板を非固定位置から固定位置へ移動させる基板固定構造であって、前記固定対象及び基板の周囲を枠体により覆い、前記枠体が前記基板の前記固定位置から前記非固定位置への移動を規制する位置で前記基板に係合することを特徴とするものである。
従って、本発明に関連する基板固定構造では、基板と係合する枠体により、基板の固定位置から非固定位置への移動が規制されるため、基板に非固定位置方向への外力が作用した場合でも、基板が固定対象から外れることを抑制できる。
また、枠体としては、金属材で形成されることが好ましい。
これにより、固定対象及び基板をノイズに対してシールドすることが可能になる。
前記突起部の頂部に、前記孔部に挿通可能、且つ前記固定位置で前記基板を挟んで前記固定対象と反対側から前記基板と係合する係合部が設けられる構成も好適に採用可能である。
これにより、本発明では、基板が固定対象から離間する方向の力が作用した場合でも、係合部が基板に係合することにより、基板が固定対象から外れることを抑制できる。
前記基板に、弾性力により該基板を前記固定位置に向けて付勢する弾性部材が設けられる構成も好適に採用できる。
これにより、基板に固定位置から離間する方向の力が作用しても、弾性部材の付勢力により基板が固定位置から離れてしまう可能性を抑制することができる。この弾性部材としては、前記基板に電気的に接続される配線を有するFPCやCOF等の可撓性基板とする構成を採用可能である。
また、本発明のデバイスモジュールは、前記基板と電気的に接続された液晶パネルを備えてなるデバイスモジュールであって、上記の基板固定構造により、前記基板が前記固定対象に固定されることを特徴としている。
そして、本発明の電子機器は、上記のデバイスモジュールを有することを特徴としている。
従って、本発明のデバイスモジュール及び電子機器では、基板に外力が作用した場合でも、基板が固定対象から外れて不具合が生じることを抑制できる。

本発明では、外力が作用した場合でも、基板が固定対象から外れることを抑制でき、安定して基板を固定することが可能になる。また、本発明では、基板が安定して固定された高品質の電子機器を提供することが可能になる。
以下、本発明の基板固定構造及びデバイスモジュール並びに電子機器の実施の形態を、図1ないし図8を参照して説明する。
(第1実施形態)
まず、基板固定構造及びデバイスモジュールの第1実施形態について図1乃至図3を参照して説明する。ここでは、デバイスモジュールとして液晶表示デバイス(LCD)を有する液晶モジュールを用いる場合の例について説明する。
図1(a)は、液晶モジュール(デバイスモジュール)1の平面図であり、(b)は図1(a)におけるA−A線視断面図、(c)は図1(a)におけるB−B線視断面図である。
この図に示す液晶モジュール1は、液晶パネル2、バックライト20、バックライト20を支持するフレーム(固定対象)21、液晶パネル2に配線基板9を介して接続された回路基板(基板)3等を備えている(液晶パネル2及びバックライト20は図1(a)では図示せず、図1(b)、(c)参照)。
図2に示すように、液晶パネル2は、シール材4によって接着された一対の基板5a及び基板5bを有し、これらの基板5bと基板5bとの間に形成される間隙、いわゆるセルギャップには液晶が封入されている。これらの基板5a及び基板5bは、一般には透光性材料、例えばガラス、合成樹脂等によって形成されている。基板5a及び基板5bの外側表面には偏光板6a及び偏光板6bが貼り付けられている。なお、図2においては、偏光板6bの図示を省略している。
また、基板5aの内側表面には電極7aが形成され、基板5bの内側表面には電極7bが形成されている。これらの電極7a、7bはストライプ状または文字、数字、その他の適宜のパターン状に形成されている。また、これらの電極7a、7bは、例えばITO(Indium Tin Oxide:インジウムスズ酸化物)等の透光性材料によって形成されている。
基板5aは、基板5bに対して張り出した張り出し部を有し、この張り出し部に複数の端子8が形成されている。これらの端子8は、基板5a上に電極7aを形成するときに電極7aと同時に形成される。従って、これらの端子8は、例えばITOによって形成されている。これらの端子8には、電極7aから一体に延びるもの、及び導電材(不図示)を介して電極7bに接続されるものが含まれる。
なお、実際の電極7a,7b及び端子8は、極めて狭い間隔をもって多数本が基板5a及び基板5b上にそれぞれ形成されているが、図2においては、液晶パネル2の構造の理解を容易にするために、それらの間隔を拡大して模式的に示すとともに、それらの内の数本のみを図示することにして他の部分を省略してある。また、端子8と電極7aとの接続状態及び端子8と電極7bとの接続状態も図2においては図示を省略している。
バックライト20は、導光板22と導光板22の側端面(図示では右側端)に配設された光源(発光手段)23とを主体として構成されている。そして、光源23から射出された光を導光板22の側端面を介して導光板内部に導入するとともに、内部で伝搬させ、導光板22の上面(図1(b)、(c)では下面)から液晶パネル2側へ射出するようになっている。光源23としては、白色LED(発光ダイオード)を備えたものであり、従来から知られている青色発光チップの光を黄色蛍光体を介して取り出すことで白色光を得ているものである。青色発光チップは、例えば、サファイヤ(Al)等の基板の表面に、GaInN系の化合物半導体結晶を成長させることによって形成するものであり、n−GaNからなるクラッド層と、p−GaNからなるクラッド層との間に、InGaNからなる発光層を挟み込んだダブルヘテロ接合構造を具備したものが好適に用いられる。
また、回路基板3は、FPCやCOF等の可撓性を有する配線基板(弾性部材)9を介して液晶パネル2に接続されている。配線基板9は、例えばポリイミド等の可撓性を有するベース基板11の上に形成されたCu等の金属膜をパターニングして配線パターン12を形成することによって製造されており、配線基板9上の所定位置には液晶駆動用ICとしての半導体素子100が実装されている。なお、配線パターン12のパターニングとしては、例えば導電性材料を含む液滴をベース基板11上に液滴吐出方式で塗布し、乾燥・焼成することにより実現できる。
配線パターン12には、配線基板9の一側辺部に形成される出力用端子12a及びそれに対向する側辺部に形成される入力用端子12bが含まれる。出力用端子12aは、液晶パネル2の端子8と接続され、入力用端子12bは液晶パネル2を駆動するIC等の電子部品が搭載された回路基板3と電気的に接続される。
なお、実際の配線パターン12は、極めて狭い間隔をもって多数本がベース基板11上に形成されているが、図2においては、構造の理解を容易にするために、それらの間隔を拡大して模式的に示すとともに、構造を簡略化して図示してある。また、図示は省略しているが、半導体素子100が実装される部位以外の部位の所定位置には抵抗、コンデンサ、その他のチップ部品が実装されていてもよい。
バックライト20を支持するフレーム21は、幅方向(図1(a)中、紙面の上下方向、以下この幅方向をY方向とし、図1(a)中、紙面左右方向の長さ方向をX方向と称する)の両端側にフック50を有している。フック50は、フレーム21から上方へ突出する断面矩形軸状の突起部51と、突起部51の頂部に、突起部51と略同一幅で、且つ長さ方向の一端側(図1中、左側)に突起部51よりも突出して設けられた係合部52とから構成されている。なお、以下の説明では、適宜、図1(a)において上側のフック50、突起部51、係合部52をフック50A、突起部(第1突起部)51A、係合部52Aと称し、下側のフック50、突起部51、係合部52をフック50B、突起部(第2突起部)51B、係合部52Bと称する。
そして、回路基板3には、フック50A、50Bとそれぞれ対応する位置に孔部(第1孔部)41及び孔部(第2孔部)42が形成されている。孔部41は、フック50Aの係合部52Aの平面外形よりも僅かに大きく、且つY方向両側から支持する突起部51AとX方向(第1方向)に移動自在に嵌合するように当該X方向に延びる矩形に形成されている。孔部42は、回路基板3の−Y側端部に一端を開放する切欠形状を呈しており、フック50Bの突起部51BをX方向両側から支持し、且つY方向(第2方向)に移動自在に嵌合させるように、突起部51Bよりも僅かに大きい幅でY方向に延在して形成されている。また、孔部42の幅は、当該孔部42に突起部51Bを嵌合させた状態で回路基板3を突起部51B周りに微小角度(所定角度)回転可能な大きさに形成されている。
上記の構成の液晶モジュール1において、回路基板3をフレーム21に固定する手順について説明する。
まず、図1(b)、(c)に示すように、フレーム21の下部に支持された液晶パネル2に接続された配線基板9をフレーム21の+X側で湾曲させて折り返し、配線基板9の+X側への付勢力に抗して回路基板3をフレーム21の上面に対向させる。次に、フック50Aに対して孔部41を離間させた(挿入しない)状態で、図1(a)に示すように、回路基板3を−Y側へ移動させながら、フック50Bの突起部51Bに孔部42の開放部から嵌合させる。このときの突起部51Bと孔部42との嵌合状態は、図1(c)及び図3(c)に示される。
突起部51Bが孔部42の端部に到達すると、続いて、図1(b)に示すように、係合部52Aと孔部41とが対向する位置から、フック50Aの係合部52A及び突起部51Aを孔部41に挿通させるとともに、回路基板3を突起部51B周りの時計回り方向(この場合、突起部51Bと孔部41とが十分に離れているため、ほぼX方向への移動となる)に回転させる。これにより、孔部41は、突起部51AとY方向の両側が嵌合した状態で略+X側へ移動し、−X側の側面が突起部51Aに係合する。このように、突起部51A、51Bが孔部41、42に挿通されると、可撓性を有する配線基板9の弾性復元力(弾性力)が+X側へ作用するため、回路基板3は、図3(a)〜(c)に示すように、孔部41、42が突起部51A、51Bと係合し、且つ回路基板3を挟んでフレーム21と反対側から係合部52A、52Bが係合する固定位置に位置決めされる。
この液晶モジュール1(回路基板3)に対して、例えばX方向の力や振動が加わった場合、孔部41は突起部51Aに対してX方向に移動自在に嵌合しているものの、孔部42が突起部51Bに対してX方向両側から嵌合しているため、回路基板3のX方向への移動が規制される。同様に、液晶モジュール1に対して、Y方向の力や振動が加わった場合、孔部42は突起部51Bに対してY方向に移動自在に嵌合しているものの、孔部41が突起部51Aに対してY方向両側から嵌合しているため、回路基板3のY方向への移動が規制される。従って、回路基板3にフレーム21から離間する方向への力や振動が加わった場合でも、係合部52A、52Bが回路基板3に係合することになり、フレーム21から回路基板3が外れることが阻止される。
以上のように、本実施の形態では、回路基板3に形成された孔部41、42がフレームの突起部51A、51Bに対して互いに異なる方向に移動自在に嵌合しているため、一方向の外力が作用した場合でも、回路基板3が固定位置から移動せず、安定してフレーム21に固定させることができる。特に、本実施の形態では、突起部51A、51Bの頂部に係合部52A、52Bを設けているため、回路基板3がフレーム21から外れることを容易に防止できる。加えて、本実施の形態では、可撓性を有する配線基板9が弾性力により回路基板3を固定位置へ付勢しているので、回路基板3のフレーム21からの離脱をより一層抑制することが可能になる。
(第2実施形態)
続いて、基板固定構造及びデバイスモジュールの第2実施形態について図4を参照して説明する。
上記第1実施形態では、孔部42の一端が回路基板3の端部で開放される構成としたが、本実施の形態では回路基板3に囲まれた状態で形成される構成とされている。
具体的には、図4に示すように、回路基板3には、フック50Bと対応する位置に、Y方向に延在する孔部42と、孔部42にの一端に接続された平面視矩形の挿通孔43とが形成されている。挿通孔43は、係合部52Bが挿通可能な大きさに形成されている。
本実施の形態では、回路基板3をフレーム21に固定する際には、まず上方から挿通孔43にフック50B(係合部52B及び突起部51B)を挿通した後に、回路基板3をフレーム21に対して孔部42に沿って−Y側へ移動させることにより、突起部51Bと孔部42との固定位置へと位置決めでき、上記第1実施形態と同様の作用・効果を得ることができる。さらに、本実施の形態では、孔部42の一端が回路基板3の端縁で開放されていないので、回路基板3に反りや歪等の変形が生じることを抑制できるという効果を奏することになる。
(第3実施形態)
次に、基板固定構造及びデバイスモジュールの第3実施形態について図5を参照して説明する。
上記第1、第2実施形態では、突起部と互いに異なる方向に移動自在に嵌合する孔部により回路基板3の移動を規制したが、本実施形態では従来構造の孔部を有する回路基板に対して枠体を用いて移動を規制する。なお、図5において、図1乃至図4に示す第1、第2実施形態の構成要素と同一の要素については同一符号を付し、その説明を省略する。
図5(a)は液晶モジュール1の平面断面図であり、図5(b)は正面断面図である。
本実施形態における回路基板3には、フック50と対応する位置に、係合部52が挿通可能な大きさの孔部41がX方向に延在して設けられている。なお、本実施形態においても、回路基板3は上記と同様に可撓性を有する配線基板を介して液晶パネル2に接続され、配線基板の弾性力により+X側へ付勢されているが、ここでは便宜上配線基板の図示を省略している。
図5(b)に示すように、回路基板3が固定され液晶パネル2及びバックライト20を支持するフレーム21は、金属材で形成された枠体30により周囲を覆われている。本実施形態では、回路基板3の−X側端縁は、枠体30の側壁30aの近傍へ延出されており、当該側壁30aにより−X側への移動が規制される構成となっている。
上記の構成の液晶モジュール1では、回路基板3の孔部41にフック50の係合部52を挿通させた非固定位置から、回路基板3を+X側に移動させて図5(b)に示すように、孔部41の−X側の側面が突起部51に係合する固定位置に位置決めした後に、枠体30をフレーム21の周囲に被せる。
これにより、枠体30の側壁30aにより回路基板3の−X側の移動が規制される。
すなわち、回路基板3の固定位置から非固定位置への移動が規制され、回路基板3がフレーム21から外れることを防止できる。
また、本実施の形態では、枠体30が金属材で形成されているため、フレーム21、回路基板3及び液晶パネル2をノイズに対してシールドすることが可能になる。
なお、上記第3実施形態では、回路基板3の端縁を枠体30の側壁30aの近傍まで延出させ、この側壁30aにより回路基板3の移動を規制させる構成としたが、この構成の他に、例えば図6(a)、(b)に示すように、回路基板3の端縁と対応する位置に壁部30bを設け、この壁部30bにより回路基板3の固定位置から非固定位置への移動を規制する構成としてもよい。
この場合、回路基板3が非固定位置ある場合でも、壁部30bの回路基板3側の先端が、回路基板3と接触しない位置にあるように壁部30bの回路基板3側の側面に勾配を付けることが好ましい。これにより、枠体30をフレーム21に被せる際に回路基板3が非固定位置にある場合でも、壁部30bと回路基板3との干渉を阻止し、且つ壁部30bの側面により回路基板3を押圧して固定位置に位置決めすることができる。
(電子機器)
以上、本発明の実施形態による基板固定構造及びデバイスモジュールについて説明したが、本実施形態のデバイスモジュールが搭載される電子機器について説明する。以上説明した電気光学装置としての液晶表示装置、CPU(中央処理装置)等を備えたマザーボード、キーボード、ハードディスク等の電子部品を筐体内に組み込むことで、例えば図7に示すノート型のパーソナルコンピュータ60が製造される。
図7は、本発明の一実施形態による電子機器としてのノート型コンピュータを示す外観図である。図8は、他の電子機器としての携帯電話機(電子機器)を示す斜視図である。
図7において61は筐体であり、62は液晶表示装置(デバイスモジュール)であり、63はキーボードである。なお、図7においては、液晶表示装置を備えるノート形コンピュータを示しているが、液晶表示装置に代えて有機EL表示装置を備えていても良い。
図8に示した携帯電話機(電子機器)70は、アンテナ71、受話器72、送話器73、液晶モジュールを有する液晶表示装置74、及び操作釦部75等を備えて構成されている。また、図8に示した携帯電話機においても液晶表示装置74に代えて有機EL表示装置を備えた構成であってもよい。
本実施形態の電子機器は、上記の基板固定構造で基板が固定されているため、基板が固定対象から外れることが抑制され、高品質の電子機器を得ることができる。
また、上記実施形態では、電子機器としてノート型コンピュータ及び携帯電話機を例に挙げて説明したが、これらに限らず、液晶プロジェクタ、マルチメディア対応のパーソナルコンピュータ(PC)及びエンジニアリング・ワークステーション(EWS)、ページャ、ビューワ、ワードプロセッサ、テレビ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、電子手帳、電子卓上計算機、カーナビゲーション装置、POS端末、タッチパネルを備えた装置等、基板を固定して用いる各種電子機器に適用することが可能である。
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
本発明の実施の形態を示す図であって、液晶モジュールを示す図である。 液晶モジュールの分解斜視図である。 回路基板がフレームに固定された状態を示す図である。 第2実施形態に係る液晶モジュールを示す図である。 第3実施形態に係る液晶モジュールを示す図である。 第3実施形態の変形例を示す図である。 本発明の一実施形態によるノート型コンピュータを示す外観図である。 他の電子機器としての携帯電話機を示す斜視図である。 従来の基板固定構造の一例を示す図である。
符号の説明
1…液晶ジュール(デバイスモジュール)、 3…回路基板(基板)、 9…配線基板(弾性部材)、 21…フレーム(固定対象)、 30…枠体、 41…孔部(第1孔部)、 42…孔部(第2孔部)、 43…挿通孔、 51…突起部、 51A…突起部(第1突起部)、 51B…突起部(第2突起部)、 52…係合部、 60…パーソナルコンピュータ(電子機器)、 70…携帯電話機(電子機器)

Claims (5)

  1. 固定対象と、前記固定対象と対向する基板とを固定する基板固定構造であって、
    前記固定対象は、前記基板と対向する対向面から前記基板側に突出する突起部と、前記突起部の頂部から屈曲し、前記対向面に沿った方向に延出する係合部と、を具備する第1フック、及び第2フックを備え
    前記基板は、前記第1フック、及び前記第2フックに各々対応する第1孔部、及び第2孔部を備え、
    前記第1孔部は、前記係合部の延出方向に長手の延在方向を有する孔部であるとともに、前記第2孔部は、前記第1孔部の長手の延在方向と交差する方向に長手の延在方向を有する孔部であり、
    前記第1フック、及び前記第2フックが前記第1孔部、及び前記第2孔部に各々挿通し、嵌合することで前記固定対象に前記基板が固定されていることを特徴とする基板固定構造。
  2. 請求項1記載の基板固定構造において、
    前記第2孔部は、前記基板の端部に一端を開放して形成されていることを特徴とする基板固定構造。
  3. 請求項1記載の基板固定構造において、
    前記第2孔部は、当該第2孔部の長手の延在方向と交差する方向に延出され、前記第2係合部が挿通可能な挿通孔が前記第2孔部の一端に接続されていることを特徴とする基板固定構造。
  4. 前記基板と電気的に接続された液晶パネルを備えるデバイスモジュールにおいて、
    請求項1乃至請求項3のいずれかに記載の基板固定構造により、前記基板が前記固定対象に固定されることを特徴とするデバイスモジュール。
  5. 請求項記載のデバイスモジュールを有することを特徴とする電子機器。
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