JPH027071B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、液晶を用いた表示装置に関するも
ので、特に液晶を封入した液晶セルを含む液晶素
子、液晶素子の後方に設けられて夜間等液晶素子
を照明する照明部材、前記液晶素子へ信号電圧を
与えるための回路基板の実装構造に関する。

近年自動車やオートバイ等車輌用計器の表示装
置として、電圧印加による液晶の分子の配列変化
により光の透過、非透過を制御し、電極形状に応
じた所定の文字や数字等の記号を表示するように
した液晶表示装置が使われ、この種液晶表示装置
としてはたとえば実開昭58−16680号、同58−
21115号、同58−21116号等がある。これら液晶表
示装置は何れも、２枚のガラス板の間に封入され
た液晶を有する液晶セルや必要に応じて設けられ
る偏光板を含む液晶素子の後方近傍箇所にランプ
等の光源等から成る照明部材が配設されるが、こ
の照明部材は通常前記液晶素子へ信号電圧を印加
する駆動回路を設けた回路基板上に取り付けられ
ていた。このため、電源回路のノイズを前記駆動
回路へ伝え、誤表示を生じさせるという問題があ
つた。すなわち、微小電流で作動するICやトラ
ンジスタ等の電子部品等から構成される前記駆動
回路の配線パターンに近接して前記照明部材の配
線パターンが回路基板の同一平面上に設けられた
液晶表示装置では、照明部材の配線パターンが直
接バツテリ等の外部電源回路と接続されており、
電源に接続されたヘツドライトやホーンやリレー
等の使用による負荷の変動等によつて前記電源回
路にノイズが発生するとそのまま照明部材の配線
パターンに伝わり、近接している駆動回路の配線
パターンに飛んで前記駆動回路に異常な信号を与
えることになるため液晶素子が正規の表示を行え
なくなり、誤表示することとなるものである。

この発明は、このような従来の問題点に着目し
て考えられたものであり、液晶素子に信号電圧を
印加する駆動回路を設けた回路基板と、液晶素子
を照明する照明部材を設けた回路基板とを分離配
設することにより、電源回路のノイズが駆動回路
へ伝わることを抑えることができ、表示動作の確
実度や安定度を高めた信頼性の高い液晶表示装置
を提供することを目的とするものである。

以下、この発明の実施例について図面を参照し
ながら詳述する。

１はメータケース２内に収納固定された本発明
に係る液晶表示装置３を有する車輌用液晶メータ
装置であり、４は液晶表示装置３の前方に位置し
てメータケース２内の表示に不必要な箇所を覆い
隠すよう着色したポリカーボネート樹脂板等から
形成されるマスクプレート、５はマスクプレート
４の前方にてメータケース２前面を閉塞するよう
透光性アクリル樹脂板等から形成される表面パネ
ルであり、後面に文字や目盛等の表示記号が印刷
されている。

液晶表示装置３は、その構成部品の取付基準部
材となるよう超耐熱ABS樹脂等から形成される
枠部材６、ゴムパツキン７を介して鉄等から形成
された押さえ部材であるセル押さえ８により前方
から少なくとも周縁部分が押され枠部材６前面側
へ載置固定される液晶素子９、この液晶素子９と
枠部材６との間に介在され液晶素子９の表示箇所
に応じて着色が施されたフイルタ要素を含む半透
過性の反射板１０、この反射板１０と枠部材６と
の間に介在され前記液晶素子９の表示箇所に対応
する部分を切り欠いたガラスフアイバ混入紙等か
ら形成される遮熱部材１１、枠部材６の枠内に配
設され少なくとも側面の一部に光取入部を有する
アクリル樹脂板等から形成された導光体１２、こ
の導光体１２および後述する照明部材の前面およ
び側面を覆うとともに導光体１２の前面を覆う箇
所の前記液晶素子９の表示箇所に対応する部分を
切り欠き更に前記照明部材の側面を覆う箇所の少
なくとも一部を後方まで垂設したアルミ板等から
形成される放熱部材１３、導光体１２の後面に設
けた反射板１４、枠部材６の後面側にビス等で固
定され液晶素子９に信号電圧を印加するため電子
部品１５等から成る駆動回路および図示しない配
線パターン等を設けた第１の回路基板１６、この
回路基板１６に鉄等で形成された取付脚部材１７
を介してビス等で固定され図示しない外部バツテ
リにスイツチ等を介して接続されるコネクタ１８
および図示しない配線パターン等を設けた第２の
回路基板１９、両基板１６，１９の電気的接続を
行うリード線２０、両基板１６，１９の間に位置
するよう前記取付脚部材１７にビス等で固定され
前記導光体１２の光取入部１２ａに発光箇所が臨
むよう照明部材であるランプ２１を配置して図示
しない外部バツテリにスイツチ等を介して接続さ
れるコネクタ２２および図示しない配線パターン
等を設けた第３の回路基板２３、枠部材６の枠箇
所に設けた貫通孔６ａに配設され液晶素子９の電
極の端子と第１の回路基板１６の端子との所定端
子間の電気的接続を行う導電ゴム２４とから構成
されている。

液晶素子９は、液晶セル２５と必要に応じてこ
の液晶セル２５の前後面に貼着される一方向成分
の偏光のみ透過可能な偏光板２６，２７とより成
り、液晶セル２５は、透明絶縁性板から形成され
た前側電極基板２８、この電極基板２８の内面に
表示する文字、数字、目盛等の記号に応じた形状
を有するよう透明導電膜で形成された第１の電極
２９、前側電極基板２８とスペーサ３０を介して
一定間隔を有するよう保持される透明絶縁性板か
ら形成された後側電極基板３１、この電極基板３
１の内面に第１の電極２９と対向するよう透明導
電膜あるいは反射性金属膜で形成された第２の電
極３２、両電極基板２８，３１間に封入された液
晶３３、前記電極２９，３２から引き出し形成さ
れ前側電極基板２８の後面に外部へ露出して形成
された端子３４とから構成されている。

この液晶素子９の表示動作を説明すると、たと
えば液晶３３として正の誘電異方性を持ち分子の
重心の分布が空間的にランダムであるが長軸が一
方向に揃い電極基板２８，３１内面の配向処理に
より電極基板２８，３１と平行かつ一方の電極基
板２８から他方の電極基板３１へ行く間に軸方向
が90度ねじれるＰ型ツイストネマチツク液晶を用
い、また偏光板２６，２７はその透過させる偏光
を決める偏光軸方向が直交関係となるよう貼着し
た場合、端子３４に印加される信号電圧に応じて
電極２９，３２間に所定レベル以上の電圧が発生
していない時、液晶３３は初期分子配列を保ち、
後側偏光板２７で一方向成分の偏光となつた光が
液晶セル２５を透過する際に偏光の偏光軸が90度
ねじられて前側偏光板２６に達するため、偏光の
偏光軸と偏光板２６の偏光軸の方向とが一致して
光は液晶素子９を透過できることから、全体が明
るく見える無表示状態になる。また、端子３４に
印加される信号電圧が変化して電極２９，３２の
所定重合部分間に前記所定レベル以上の電圧が発
生した時、前記電圧が発生した電極２９，３２部
分間の液晶３３のみ分子の長軸が電極基板２８，
３１面に対して垂直方向に揃い、この分子配列が
変わつた液晶３３部分のみ後側偏光板２７で一方
向成分の偏光となつた光が液晶セル２５を透過す
る際に偏光の偏光軸をねじられずに前側偏光板２
６に達するため、偏光の偏光軸と偏光板２６の偏
光軸の方向とが直交して光は液晶素子９を透過で
きないことから、明るい「地」に暗い「図」が生
じて所定の記号をポジ表示する状態になる。とこ
ろで、前記説明では、液晶素子９の後方より進行
する光を利用する場合すなわち透過型として液晶
素子９が用いられる場合を仮定して述べたが、液
晶素子９の前方より進行する光を利用する場合す
なわち反射型として液晶素子９が用いられる場合
であつても液晶素子９の前方からの光は液晶素子
９を透過した後液晶素子９の後方で再び液晶素子
９を透過することから原理的には同じであり、更
に両偏光板２６，２７の偏光軸方向を平行関係と
なるよう貼着すれば暗い「地」に明るい「図」が
生じて所定の記号をネガ表示する状態になる。な
お、前記液晶３３としては、正の誘電異方性を有
するネマチツク液晶の他必要に応じてコレステリ
ツク液晶、光学活性物質、２色性染料等を添加し
て用いても良く、２色性染料を添加したいわゆる
ゲストホスト型液晶セル２５を複数枚積層状に配
置して液晶素子９を構成する場合には偏光板２
６，２７を廃止することができる。

次に、前記構成部品の組み付け作業について説
明する。

枠部材６の前面側に遮熱部材１１、反射板１０
を位置合わせして載せ、その上に液晶セル２５を
貼着させる偏光板２６，２７とから構成された液
晶素子９を載せ、この液晶素子９の前方から液晶
素子９の少なくとも周縁部分と当接して枠部材６
に押し付けるセル押さえ８を枠部材６にビスある
いは引つ掛け等により固定する。

その後、枠部材６を裏返し、枠部材６の枠箇所
の枠箇所に設けた貫通孔６ａに導電ゴム２４を配
設するが、貫通孔６ａには液晶セル２５の端子３
４が後方に向かつて位置しており、これに導電ゴ
ム２４の前端が当接する。

そして、放熱部材１３に配設した導光体１２を
放熱部材１３が前側となるよう枠部材６の枠箇所
内に配設し、導光体１２の後面に反射板１４を配
設する。

次に、電子部品１５等を載置した第１の回路基
板１６とコネクタ１８等を載置した第２の回路基
板１９とランプ２１やコネクタ２２等を取り付け
た第３の回路基板２３を各々取付脚部材１７に配
設し、枠部材６の後面側に回路基板１６を固定す
るが、貫通孔６ａには第１の回路基板１６に設け
た端子が前方に向かつて位置しており、これに前
記導電ゴム２４の後端が当接する。

以上で液晶表示装置３の組み付け作業が完了
し、これをメータケース２２内に収納固定してメ
ータケース２前面へマスクプレート４および表面
パネル５を取付けることにより車輌用液晶メータ
装置１が完成する。

またこの実施例によれば、従来液晶素子９へ信
号電圧を印加する駆動回路を設けた回路基板１６
あるいは回路基板１９上に取り付けられていたラ
ンプ２１を専用の回路基板２３に設けるようにし
たため、直接電源回路に接続されるランプ２１の
配線パターンが駆動回路の配線パターンと離れ、
電源に接続された負荷の変動等によつて電源回路
にノイズが生じても駆動回路の配線パターンへ伝
えにくくし、誤表示の発生を抑えることができ
る。すなわち、駆動回路を設けた回路基板１６，
１９もランプ２１を設けた回路基板２３も電源回
路に接続され、後者の回路基板２３の配線パター
ンは電源回路と直接接続されて電源回路に発生し
たノイズがそのまま伝えられるのに対し、前者の
回路基板１６，１９の配線パターンは駆動回路に
設けるノイズ対策回路等によつて前記ノイズによ
る影響を受けにくくしてあるものの通常数μAな
いし数ｍＡ程度の電流しか流れず回路インピーダ
ンスが高いことから、この駆動回路の配線パター
ン近くに電源回路のノイズを伝えやすい他の配線
パターンが配設されていると、前記ノイズが飛び
載ることがあつた。しかし、電源回路のノイズを
伝えやすいランプ２１用配線パターンを形成した
回路基板２３を専用に設け、液晶素子９の駆動回
路用配線パターンを形成した回路基板１６，１９
とは分離することにより、両配線パターンの間隔
を広く取ることができ、電源回路のノイズを駆動
回路側へ伝えにくくすることができ、よつて液晶
素子９の誤表示の発生を抑えることができるもの
である。

また、ランプ２１を駆動回路用の回路基板１６
あるいは回路基板１９上に取り付けアースライン
を共通しておくとランプ２１には通常数百ｍＡの
電流が流れていることから配線パターンの抵抗と
によつて駆動回路のアースレベルが相対的に上昇
し、このアースレベルと被測定物からの入力信号
電圧との関係により決定される駆動回路の出力信
号電圧が正規の状態からはずれることとなつて、
液晶素子９の誤表示を招くという問題があつた
が、この実施例によればそのような不具合も解消
することができるものである。

更に、複数の回路基板１６，１９，２３は、液
晶素子９の後方で積層状態に配設されるよう、駆
動回路用の回路基板１６，１９を断面略コ字形の
金属性取付脚部材１７の前側折り曲げ部１７ａと
後側折り曲げ部１７ｂに、またランプ２１用の回
路基板２３を取付脚部材１７の前後方向中間箇所
の一部より折り曲げ形成した中間折り曲げ部１７
ｃに固定したから、予め回路基板１６，１９，２
３を一体的に組み付けるだけで複数の回路基板１
６，１９，２３を一度に位置決め固定することが
できる。しかもランプ２１を設けた回路基板２３
は、取付脚部材１７の中間折り曲げ部１７ｃの折
りまげ位置状態によつて液晶素子９側との間隔を
調節することができ、ランプ２１の発光箇所が導
光体１２の光取入部１２ａと良好に対向するよう
設定できるものである。

このようにこの発明によれば、電源回路のノイ
ズを駆動回路側へ伝えにくくすることができ、表
示動作の確実度や安定度を高めた信頼性の高い液
晶表示装置を提供できる。

また、回路基板の取り付け作業が用意に行え、
しかも液晶素子の照明を行う照明部材の配設位置
を任意に調節設定できるようになるもので、照明
効果を高めることができる効果をも期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に係る液晶表示装置を具備
した車輌用液晶メータ装置の正面図、第２図は、
同上液晶メータ装置の要部断面図、第３図は、同
上液晶メータ装置に用いられる液晶表示装置の分
解斜視図、第４図は、同上液晶表示装置の要部断
面図、第５図は、同上液晶表示装置の要部拡大断
面図、第６図は、同上液晶表示装置に用いられる
回路基板の取り付け構造を説明する要部分解斜視
図、第７図は、同上液晶表示装置に用いられる液
晶素子の要部断面図である。 １：車輌用液晶メータ装置、３：液晶表示装
置、６：枠部材、８：セル押さえ、９：液晶素
子、１０：反射板、１１：遮熱部材、１２：導光
体、１３：放熱部材、１４：反射板、１７：取付
脚部材、１６，１９，２３：回路基板、２４：導
電ゴム、２５：液晶セル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 信号電圧の印加による液晶分子の配列方向の
   変化で光の透過を制御して表示を行う液晶素子
   と、前記液晶素子に信号電圧を印加する駆動回路
   を設けた回路基板と、前記液晶素子の照明を行う
   照明部材を設けた回路基板と、前記液晶素子の後
   方で前記両回路基板を積層状態に配置するための
   前記両回路基板固定用折り曲げ部を有する断面略
   コ字形金属性の取付脚部材と、を有することを特
   徴とする液晶表示装置。