JP4572694B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、光源素子が備えられた光源素子基板と表示板での各種情報の表示を行うために用いられる電子部品を含む回路部が形成された回路基板とを有してなる表示装置に関するものである。

従来より、光源素子や光源素子を駆動する駆動回路が備えられる光源素子基板と表示板での各種情報の表示を行うために用いられる電子部品を含む回路部が形成された回路基板とを有してなる表示装置がある。このような表示装置では、例えば、光源素子基板に備えられた駆動回路内のスイッチング素子のオンオフ制御が回路基板内の回路で行われることから、光源素子基板と回路基板とが近傍に配置され、これらの特定箇所がハーネスなどを介して接続された構成とされる。

図１０は、この従来の表示装置における光源素子Ｊ１が備えられた光源素子基板Ｊ２と回路基板Ｊ３との固定構造を示した断面図である。この図に示されるように、直角に折り曲げられた保持部材Ｊ４を用いて、その保持部材Ｊ４の一面側に光源素子基板Ｊ２を固定し、かつ、その一面と垂直な他面に回路基板Ｊ３を固定した構造としている。そして、光源素子基板Ｊ２の端面と回路基板Ｊ３の端面とを保持部材Ｊ４の角部（折り曲げ部）Ｊ５に近接させ、これらの特定箇所をハーネスＪ６で接続している（例えば、特許文献１参照）。
特開平２００４−２９１９４９号公報

しかしながら、従来の構造では、光源素子基板と回路基板とを固定するために直角に折り曲げられた保持部材を用いているため、光源素子基板の端面と回路基板の端面とを保持部材の角部に近接させなければならなかった。そして、光学素子基板と回路基板との電気的な接続がハーネスを介して行わなければならなかった。このため、光源素子基板と回路基板とをそれぞれの端面で合わされるような配置としなければならない等、各基板の配置に制約があり、結果として表示装置の体格が大きくなってしまうという問題がある。

本発明は上記点に鑑みて、光源素子基板と回路基板との配置の制約を少なくし、体格を小さくすることができる表示装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、情報の表示を行う光学部品にて構成された表示板（１）と、表示板（１）の裏面側に向けて光を導く導光板（２）と、導光板（２）のサイドエッジ（２ａ）に対向して配置され、サイドエッジ（２ａ）から導光板（２）に対して光を入射することで導光板（２）の内部に光を導き、導光板（１）の表面（２ｂ）から出射される照明光を形成するための光を発生させる光源素子（５）と、光源素子（５）が組みつけられる光源素子基板（６）と、表示板（１）での情報の表示を行うための回路部を構成する電子部品（４ａ）が備えられた回路基板（４）とを備えてなる表示装置であって、光源素子基板（６）と回路基板（４）のいずれか一方を固定用基板、他方を被固定基板として、固定用基板には被固定基板を挟持するクリップ状の導通部材（７）が備えられ、被固定基板が導通部材（７）に挿入されて挟持されることで、固定用基板に対して被固定基板が固定された構成とされていることを特徴としている。

このように、光源素子基板（６）と回路基板（４）のいずれか一方を固定用基板、他方を被固定基板として、固定用基板に対して被固定基板を固定するような構造とすれば、固定用基板の任意の場所に導通部材（７）を配置することが可能となる。このため、従来のように保持部材を用いて、保持部材に対して固定用基板や被固定基板を固定する場合と比べて、光源素子基板（６）と回路基板（４）の配置の制約を少なくすることができる。これにより、表示装置の体格を小さくすることが可能となる。

請求項２に記載の発明では、固定用基板には、該固定用基板の表裏を貫通するスリット（４ｃ）が形成されていると共に、該固定用基板の裏面のうちスリット（４ｃ）と対応する位置に導通部材（７）が配置されており、被固定基板は固定用基板の表面側からスリット（４ｃ）に挿入され、固定用基板の裏面側において導通部材（７）に挟持されていることを特徴としている。

このように、固定用基板にスリット（４ｃ）を設け、被固定基板をスリット（４ｃ）に挿入して固定用基板の裏面側で導通部材（７）に挟持されるような構造とすることも可能である。このような構造とすれば、固定用基板内の任意の場所にスリットを設けることができ、その場所で被固定基板を固定することが可能となるため、光源素子基板（６）と回路基板（４）とがそれぞれの端面同士で合わせるような構造でなくても良くなる。このため、光源素子基板（６）と回路基板（４）の配置の制約を少なくすることができ、表示装置の体格を小さくすることが可能となる。

請求項３に記載の発明では、被固定基板は、導通部材（７）に挿入される端部において厚みが薄くされていることを特徴としている。

このように、被固定基板の端部の厚みを薄くすることで、導通部材（７）に挿入するに際して、挿入し易くすることができる。この場合、被固定基板の外縁部すべてについて、その内側よりも厚みを薄くすれば、導通部材（７）への被固定基板の挿入を容易に行うことができる。

請求項５に記載の発明では、被固定基板のうち導通部材（７）に挿入される端部には絶縁部材（６ａ）が備えられ、該絶縁部材（６ａ）の位置で被固定基板が固定用基板に固定されることで、該絶縁部材（６ａ）の位置では被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、端部の挿入方向において絶縁部材（６ａ）よりも奥側で被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に接続された構成とされていることを特徴としている。また、請求項６に記載の発明では、絶縁部材（６ａ）の位置では被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、被固定基板の特定箇所と固定用基板の特定箇所とがハーネス（１０）によって電気的に接続されていることを特徴としている。また、請求項７に記載の発明では、被固定基板のうち導通部材（７）と接触する部位には、絶縁部材（８）が備えられており、該絶縁部材（８）が形成された場所では被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、該絶縁部材（８）が形成されていない場所で被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされていることを特徴としている。

このように、絶縁部材（６ａ、８）を被固定基板のうち導通部材（７）に挿入される端部、もしくは、被固定基板のうち導通部材（７）と接触する部位に備えるようにすれば、例えば、被固定基板がメタルベース基板で構成される場合において被固定基板が導通部材（７）に電気的に接続されることを防止することができる。この場合、請求項５に示されるように、絶縁部材（６ａ）を被固定基板のうち導通部材（７）に挿入される端部に形成するようにすれば、絶縁部材（６ａ）の位置では被固定基板が導通部材（７）と電気的に接続されることを防止することができ、前記端部の挿入方向において絶縁部材（６ａ）よりも奥側で被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に接続されるようにすることができる。また、請求項６に記載したように、絶縁部材（６ａ）の位置では前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に接続されることを防止することができ、被固定基板の特定箇所と固定用基板の特定箇所とがハーネス（１０）によって電気的に接続されるようにすることができる。また、請求項７に示されるように、被固定基板のうち導通部材（７）と接触する部位に絶縁部材（８）を備えるようにすれば、被固定基板のうちの電気的な導通が必要とされない部位のみが絶縁部材（８）により導通部材（７）に対して電気的に接続されないような構造とすることができ、絶縁部材（８）が形成されていない場所で被固定基板に備えられる回路部と導通部材（７）とが電気的に接続される構成にできる。

なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものである。

以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、図中、同一符号を付してある。

（第１実施形態）
本実施形態は、車両のインストルメントパネルに設置された表示装置に本発明を適用したものである。例えば、表示装置としては、スピードメータ、タコメータ等の計器や、ナビゲーション装置の表示器等が挙げられる。

図１は、本発明の第１実施形態にかかる表示装置の断面構成を示した図である。以下、この図を参照して本実施形態の表示装置についての説明を行う。

図１に示されるように、表示装置は、表示板１、導光板２、反射板３、回路基板４、発光ダイオード（以下、ＬＥＤという）５、光源素子基板６および導通部材７等から構成されている。

表示板１は、メータ文字板や液晶表示器のように表示装置に表示される情報が示されるパネルや拡散部材などの光学部品によって構成されるものである。例えば、表示板１がメータ文字板の場合、図示しない回動指針によってメータ文字板の目盛りの所望位置が指し示されることによって例えば車速等の情報が表示され、表示板１が液晶表示器の場合、液晶表示器に数字等が示されることで例えば車速等の情報が表示される。

導光板２は、アクリルなどで構成された透明の光導波路を構成する部材であり、サイドエッジ２ａから入射した光を内部に導き、導光板の表面２ｂから照明光として出射させるものである。本実施形態では４面あるサイドエッジ２ａのうち１面のみから光を入射させているが、本発明の実施にあたり、他の対向する面からも入射させるようにしてもよい。

反射板３は、反射部材として機能するものである。この反射板３は、導光板２の裏面２ｃに密着して配置されており、サイドエッジ２ａから入射した光のうち導光板２の裏面２ｃから漏れ出ようとする光を、導光板２の表面２ｂ側に反射させる。この反射板３により、表示板１への照明光の輝度向上を図れるようになっている。

回路基板４は、表示板１での情報の表示を行うための各種電子部品４ａや配線パターン（図示せず）等が備えられたものである。例えば、回路基板４には、表示板１にメータ文字板が用いられるような場合には、図示しない指針駆動用のモータの制御を行うためのモータ駆動回路部が備えられ、表示板１に液晶パネルが用いられるような場合には、液晶パネルでの表示を行うための液晶駆動回路部が備えられる。また、この回路基板４には、後述する光源素子基板６に備えられる駆動回路によるＬＥＤ５への通電のオンオフのタイミング等を制御するＬＥＤ駆動回路部も備えられている。なお、回路基板４には各電子部品４ａを収容する保持部材４ｂが備えられ、この保持部材４ｂに反射板３等が保持されるようになっている。

ＬＥＤ５は、導光板２のサイドエッジ２ａに対向して配置されており、導光板２の表面２ｂに対して垂直の方向（紙面垂直方向）に複数並べて配置されている。また、ＬＥＤ５は、光源素子基板６のうち導光板２のサイドエッジ２ａに対向する部分に表面実装されている。そして、ＬＥＤ５には、光源素子基板６の実装面に対して垂直な方向に光を発光する垂直発光型ダイオードが採用されている。

光源素子基板６は、ＬＥＤ５への通電のオンオフ切替えを行う半導体スイッチング素子などが備えられたものである。この光源素子基板６の半導体スイッチング素子によって通電の制御が行えるように、各ＬＥＤ５が光源素子基板６の所望部位に組み込まれている。

この光源素子基板６に備えられた半導体スイッチング素子は、回路基板４に備えられたＬＥＤ駆動回路部によって制御されるようになっている。この光源素子基板６は、メタルベース基板やガラスエポキシ（ＦＲ４、ＣＥＭ３）等によって構成され、例えば、長方形状のメタルベース基板上に絶縁膜を介して形成されている。そして、光源素子基板６が導通部材７を介して回路基板４に固定されることで、各ＬＥＤ５が上記のように導光板２のサイドエッジ２ａに対向配置されるようになっている。

導通部材７は、回路基板４の表面に固定された金属製のもので、回路基板４の表面から突き出したクリップ状の部材として構成されている。この導通部材７には、コネクタ・ターミナルなどが用いられ、断面Ｕ字状の１つの部材又はＩ字状の２本の部材が並べられて構成される。このような導通部材７を用いると、導通部材７内に光源素子基板６が挿入され、挟み込まれることで、光源素子基板６が回路基板４に固定されるようになっている。そして、導通部材７が金属製とされていることから、光源素子基板６の特定箇所と回路基板４の特定箇所とが電気的に接続された状態とされる。以上のように本実施形態の表示装置が構成されている。

次に、上記構成による表示装置の作動を説明する。

光源素子基板６および回路基板４に備えられたＬＥＤ駆動回路部によってＬＥＤ５を駆動させると、ＬＥＤ５から出射された光が導光板２のサイドエッジ２ａに入射され、導光板２の内部に導かれる。その後、導光板２の表面２ｂから照明光として出射される。このとき、導光板２の裏面２ｃから漏れ出ようとする光は、反射板３により表面２ｂ側に反射されることになる。

そして、導光板２の表面２ｂから出射された光は、表示板１から出射される。この光により、表示板１がメータ文字板を構成するものである場合には、メータ文字板の照明が為され、表示板１が液晶表示器を構成するものである場合には、回路基板４に備えられた液晶駆動回路部にて液晶表示器が駆動されることで、液晶表示器での表示が行われる。

続いて、本実施形態のように構成される表示装置の効果について説明する。

本実施形態の表示装置では、回路基板４が光源素子基板６の固定を行うための固定用基板となり、光源素子基板６が固定される側の被固定基板となる。このような構造において、固定用基板として機能する回路基板４の表面に導通部材７を設け、この導通部材７に光源素子基板６が挿入されることで、回路基板４に対して光源素子基板６が固定されるようになっている。

このような構造とすれば、従来のように保持部材を用いると共に保持部材に対して固定用基板や被固定基板を固定する場合と比べて、光源素子基板６と回路基板４の配置の制約を少なくすることができる。すなわち、回路基板４の任意の位置に導通部材７を配置し、その場所に回路基板４を配置することが可能となるため、従来のように回路基板４と導通部材７の端面同士を近接配置しなければならないといった制約が無くなる。これにより、表示装置の体格を小さくすることが可能となる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態の表示装置の基本構造は第１実施形態と同様であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図２は、本実施形態にかかる表示装置の断面構造を示したものである。この図に示されるように、回路基板４には、回路基板４の表面から裏面に貫通するスリット（貫通穴）４ｃが形成されている。このスリット４ｃ内を通じて、光源素子基板６が回路基板４の表面から挿入され、裏面側において導通部材７に挟持されるようになっている。

このような構造とすれば、固定用基板となる回路基板４内の任意の場所にスリット４ｃを設けることができ、その場所で被固定基板となる光源素子基板６を固定することが可能となるため、光源素子基板６と回路基板４とがそれぞれの端面同士で合わせるような構造でなくても良くなる。このため、光源素子基板６と回路基板４の配置の制約を少なくすることができ、第１実施形態と同様に、表示装置の体格を小さくすることが可能となる。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態について説明する。本実施形態の表示装置の基本構造は第１実施形態と同様であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図３は、本実施形態にかかる表示装置の断面構造を示したものである。この図に示されるように、被固定基板となる光源素子基板６は、導通部材７に挿入される端部において厚みを薄くしている。具体的には、光源素子基板６の端部の厚みを連続的に薄くすることでその先端を尖らせた構成としている。

このように、光源素子基板６の端部の厚みを薄くすることで、導通部材７に挿入するに際して、引っ掛かり等が発生することを防止でき、挿入し易くすることができる。

なお、ここでは第１実施形態に対して光源素子基板６の端部の厚みを薄くした構成を示したが、図４に示されるように、第２実施形態に対して同様に光源素子基板６の端部の厚みを薄くした構成とすることも可能である。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態について説明する。本実施形態の表示装置の基本構造は第１実施形態と同様であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図５は、本実施形態にかかる表示装置の断面構造を示したものである。この図に示されるように、光源素子基板６のうち導通部材７と電気的な導通を図る必要がない部分を絶縁部材８で覆っている。また、回路基板４のうち光源素子基板６の端部と接触する部分（導通部材７の間）も絶縁部材９で覆っている。

このように、絶縁部材８を被固定基板となる光源素子基板６のうち導通部材７と接触する部位に備えるようにすれば、例えば、光源素子基板６がメタルベース基板で構成される場合において光源素子基板６が導通部材７に電気的に接続されることを防止することができる。また、固定用基板となる回路基板４についても、光源素子基板６と接触する部位を絶縁部材９で覆うことで、光源素子基板６がメタルベース基板で構成される場合において光源素子基板６が回路基板４に電気的に接続されることを防止することができる。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の表示装置の基本構造は第１実施形態と同様であるため、ここでは第１実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図６は、本実施形態にかかる表示装置の断面構造を示したものである。この図に示されるように、被固定基板となる光源素子基板６のうち導通部材７に固定される側の端部を絶縁部材６ａで構成し、かつ、その先端の厚みを連続的に薄くしたものである。

このような構成によっても、第４実施形態と同様の効果を得ることができる。さらに、本実施形態では、光源素子基板６のうち導通部材７に固定される側の先端の厚みを薄くしているため、第２実施形態と同様の効果を得ることもできる。

なお、この場合、図７に示されるように、光源素子基板６の外縁すべてを絶縁部材６ａとすることも可能である。

（第６実施形態）
本発明の第５実施形態について説明する。本実施形態の表示装置の基本構造は第１実施形態と同様であるため、ここでは第５実施形態と異なる部分についてのみ説明する。

図８は、本実施形態にかかる表示装置の断面構造を示したものである。この図に示されるように、光源素子基板６のうち導通部材７に固定される側の端部を絶縁部材６ａで構成した場合に、回路基板４の特定箇所と光源素子基板６の特定箇所とをハーネス１０を用いて電気的に接続している。

このように、回路基板４と光源素子基板６との固定場所、つまり導通部材７のところでは回路基板４と光源素子基板６とが電気的に接続されないようにしておき、回路基板４の特定箇所と光源素子基板６の特定箇所とをハーネス１０を用いて電気的に接続することもできる。

（他の実施形態）
上記各実施形態では、回路基板４を固定用基板として用い、光源素子基板６が被固定基板となる場合について説明したが、これらが逆の関係となるようにしても構わない。例えば、図９に示すように、光源素子基板６の表面に導通部材７を備えておき、回路基板４の端部が導通部材７に挿入されることで、回路基板４が光源素子基板６に固定されるような構造としても良い。

本発明の第１実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第２実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第３実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第３実施形態の他の例として説明した表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第４実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第５実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第５実施形態の他の例として説明した表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の第６実施形態における表示装置の断面構成を示した図である。 本発明の他の実施形態で説明する表示装置の断面構成を示した図である。 従来の表示装置の一部の断面構成を示した図である。

符号の説明

１…表示板、２…導光板、２ａ…サイドエッジ、２ｂ…表面、２ｃ…裏面、
３…反射板、４…回路基板、４ａ…電子部品、４ｂ…保持部材、４ｃ…スリット、
５…ＬＥＤ、６…光源素子基板、６ａ…絶縁部材、７…導通部材、８…絶縁部材、
９…絶縁部材、…１０…ハーネス。

Claims (7)

1. 情報の表示を行う光学部品にて構成された表示板（１）と、
   前記表示板（１）の裏面側に向けて光を導く導光板（２）と、
   前記導光板（２）のサイドエッジ（２ａ）に対向して配置され、前記サイドエッジ（２ａ）から前記導光板（２）に対して光を入射することで前記導光板（２）の内部に光を導き、前記導光板（１）の表面（２ｂ）から出射される照明光を形成するための光を発生させる光源素子（５）と、
   前記光源素子（５）が組みつけられる光源素子基板（６）と、
   前記表示板（１）での前記情報の表示を行うための回路部を構成する電子部品（４ａ）が備えられた回路基板（４）とを備えてなる表示装置であって、
   前記光源素子基板（６）と前記回路基板（４）のいずれか一方を固定用基板、他方を被固定基板として、前記固定用基板には前記被固定基板を挟持するクリップ状の導通部材（７）が備えられ、前記被固定基板が前記導通部材（７）に挿入されて挟持されることで、前記固定用基板に対して前記被固定基板が固定された構成とされていることを特徴とする表示装置。
2. 前記固定用基板には、該固定用基板の表裏を貫通するスリット（４ｃ）が形成されていると共に、該固定用基板の裏面のうち前記スリット（４ｃ）と対応する位置に前記導通部材（７）が配置されており、
   前記被固定基板は前記固定用基板の表面側から前記スリット（４ｃ）に挿入され、前記固定用基板の裏面側において前記導通部材（７）に挟持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. 前記被固定基板は、前記導通部材（７）に挿入される端部において厚みが薄くされていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
4. 前記被固定基板の外縁部すべてが該被固定基板の内側よりも厚みが薄くされていることを特徴とする請求項３に記載の表示装置。
5. 前記被固定基板のうち前記導通部材（７）に挿入される端部には絶縁部材（６ａ）が備えられ、該絶縁部材（６ａ）の位置で前記被固定基板が前記固定用基板に固定されることで、該絶縁部材（６ａ）の位置では前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、前記端部の挿入方向において前記絶縁部材（６ａ）よりも奥側で前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に接続された構成とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の表示装置。
6. 前記被固定基板のうち前記導通部材（７）に挿入される端部には絶縁部材（６ａ）が備えられ、該絶縁部材（６ａ）の位置で前記被固定基板が前記固定用基板に固定されることで、前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされており、該絶縁部材（６ａ）の位置では前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、前記被固定基板の特定箇所と前記固定用基板の特定箇所とがハーネス（１０）によって電気的に接続されていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の表示装置。
7. 前記被固定基板のうち前記導通部材（７）と接触する部位には、絶縁部材（８）が備えられており、該絶縁部材（８）が形成された場所では前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に分離された構成とされ、該絶縁部材（８）が形成されていない場所で前記被固定基板に備えられる回路部と前記導通部材（７）とが電気的に接続された構成とされていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１つに記載の表示装置。

Images