DE10196271T5

DE10196271T5 - Elektrische Verbinder für Anzeigevorrichtungen

Info

Publication number: DE10196271T5
Application number: DE10196271T
Authority: DE
Inventors: Peter Isleham Bishop; Richard Hemstead Lewis
Original assignee: CTP COIL Ltd; CTP COIL Ltd SLOUGH; AVX Corp
Current assignee: CTP COIL Ltd; CTP COIL Ltd SLOUGH; Kyocera Avx Components Corp
Priority date: 2001-03-29
Filing date: 2001-10-23
Publication date: 2004-04-29
Also published as: GB2378828B; GB2378828A; JP2004520630A; CN1439185A; US6506059B2; GB0227153D0; WO2002095876A1; US20020141123A1

Abstract

Elektrischer Verbinder zum Verbinden einer Anzeige mit einer Leiterplatte in einer Stapelanordnung, wobei der Verbinder umfaßt:
einen isolierenden Körper, wobei der Körper ein Material umfaßt, welches in der Lage ist, Licht zum Beleuchten einer Anzeige zu übertragen;
ein Zweigelement, wobei das Zweigelement an dem Körper angeordnet ist, wobei das Zweigelement eine äußere Oberfläche aufweist, welche geeignet für eine Anordnung neben einer Leiterplatte gestaltet ist, mit welcher die Anzeige elektronisch zu verbinden ist; und
mindestens ein Verbinderelement, welches auf dem Isolierkörper eingerichtet ist.

Description

Querverweis auf verwandte Patentanmeldungen
Die vorliegende Erfindung beansprucht Priorität im Hinblick auf die Patentanmeldung der laufenden Nr. 09/821,828 gemäß U.S.-System mit dem Titel: „ELECTRICAL CONNECTORS FOR DISPLAY DEVICES", eingereicht am 29. März 2001.
Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft elektrische Verbinder im allgemeinen, und genauer elektrische Verbinder, welche verwendet werden, um eine Anzeigevorrichtung, wie etwa eine Flüssigkristallanzeige („LCD" bzw. „LCDs") mit einer Leiterplatte in einer Stapelanordnung zu verbinden.
Es sind Verfahren und Vorrichtungen des Stands der Technik zum Verbinden elektronischer Anordnungen bekannt. Derartige Verfahren und Vorrichtungen werden verwendet, um relativ kleine Bauelemente mit benachbarten elektronischen Bauelementen, wie etwa Leiterplatten, zu verbinden.
Ein wesentliches Problem herkömmlicher Verfahren und Vorrichtungen zum Verbinden von LCDs mit deren jeweiligen zugeordneten elektronischen Bauelementen bei gegenwärtigen elektronischen Bauelementen ist der begrenzte verfügbare Raum für derartige Verbindungen und eingebaute Bauelemente. Um die Gesamtgröße des Endprodukts zu vermindern, ist es wünschenswert, derartige Bauelemente vertikal zu „stapeln", wenn dies mög lich ist. LCDs können in einer Vertikalstapelanordnung angeordnet werden. LCDs werden häufig in Verbindung mit einer Lichtleitvorrichtung verwendet, welche in dem Stapel aufgenommen und geeignet gestaltet ist, um Licht um den Umfang eines LCD zu verteilen. Eine typische LCD-Anordnung, welche an einem Zellularnetztelefon angebracht ist, umfaßt einen oberen Anzeigeabschnitt und einen unteren Leiterplattenabschnitt. Zwischen dem LCD und der Leiterplatte ist der optische Lichtleiter sandwichartig eingefügt. Mitunter wird ein Verbinder zwischen dem LCD und der Leiterplatte (das bedeutet, neben der Lichtleitvorrichtung) verwendet.
Im historischen Verlauf wurden bei LCDs Verbindungen, welche sich unter der Anzeige befanden, verwendet, wobei ein Halbleiterchip fern von der Anzeige, wie etwa an der Leiterplatte selbst, angeordnet war. Bei modernen LCDs jedoch wird mitunter ein Halbleiterchip an dem Glas der oberen Anzeige angebracht. Ein Chip, welcher an dem Glas der oberen Anzeige angebracht ist, ist in manchen Fällen hilfreich, da dieser die Gesamtzahl von Kontaktstellen, welche an der Oberfläche des LCD vorzusehen sind, aufgrund der geringeren Anzahl von Verbindungen, welche in dem Fall hergestellt werden müssen, vermindert.
Zum Verbinden eines LCD mit einer Leiterplatte gestaltete Verbinder umfaßten typischerweise ein elastomerisches bzw. schaumiges Material, welches zurückfedert, wenn dieses zusammengedrückt wird. Beispielsweise offenbart das U.S.-Patent Nr. 5,709,576 für Lippmann einen elastomerischen Verbinder, welcher Anschlußstellen eines LCD mit entsprechenden Anschlußstellen einer Verbindungsleiterplatte verbindet. An den Anschlußleisten befinden sich Sensorstellen, und diese sind derart angeordnet, daß ein Kontinuitätstest an im wesentlichen gegenüberliegenden Kontaktstellen eine Stellenausrichtung bestätigt. Bei manchen Anwendungen wird auf die Neigung derartiger elastomerischer Materialien, nach einer Verformung wieder deren ursprüngliche Gestalt anzunehmen, als Mittel zum Halten von Kon takten in geschlossener Verbindung in der Sandwichstruktur, welche bei Verwendung fest zusammengedrückt wird, vertraut.
Das U.S.-Patent Nr. 6,220,892 betrifft einen elektrischen Verbinder, welcher ein Mikrofon mit einem isolierenden Körper verbindet, welcher geeignet gestaltet ist, um ein Mikrofon mit einer Leiterplatte zu verbinden. Der isolierende Körper definiert eine interne Fassung mit einer Gestalt, welche zur Aufnahme eines Mikrofons geeignet ist. Eine äußere Oberfläche des Körpers ist geeignet für eine Anordnung neben einem leitenden Element, beispielsweise einer Leiterplatte, mit welcher das Mikrofon elektrisch zu verbinden ist, gestaltet. Ein Paar von Verbinderelementen ist mit dem Körper eingerichtet.
Elastomerische Verbinder können ungelötete Kontakte kennzeichnen, welche die elektrischen Kontaktstellen an der LCD-Anzeige mit denen an der Leiterplatte verbinden. Derartige Elastomere verlieren jedoch zuweilen ihre Elastizität. Zuweilen ist zu beobachten, daß die elektrische Verbindung in derartigen LCDs nach einiger Zeit schadhaft wird. Elastomerische Materialien dieses Typs umfassen gewöhnlich gummiartige bzw. geschäumte Materialien, welche aufgrund von Alter, Wärme oder einer Kombination von Alter und Wärme einen Teil ihrer Elastizität verlieren. Wenn ein Verlust von Elastizität erfolgt, kann die elektrische Verbindung, welche von einer derartigen Elastizität abhängig ist, um Kontakte in elastischer Verbindung miteinander zu halten, schadhaft werden. Eine geringfügige Bewegung des elastomerischen Verbinders bei hohen Temperaturen bzw. bei Vorliegen einer Schwingung kann unerwünschte Leitfähigkeitsprobleme verursachen.
Es wurde beobachtet, daß es relativ häufig schwierig ist, die Anschlüsse bzw. Verbinder zwischen benachbarten Bauelementen zu löten bzw. verbinden, ohne benachbarte Anschlüsse mit Lötmaterial zu überbrücken. Ferner ist es sowohl während des Herstellungsverfahrens als auch bei der nachfolgenden Verwendung des Endprodukts schwierig, die korrekte re lative Position (zuweilen als „Paßanordnung" bezeichnet) der Bauelemente zueinander aufrechtzuerhalten und zu gewährleisten.
In der Industrie wird ein Verbinder benötigt, weicher zur integrierten Verbindung mit einer Flüssigkristallanzeige in einer zuverlässigen und kompakten Anordnung geeignet ist. Eine Anzeigevorrichtung, welche ein Verbindungssystem verwendet, welches eine langfristige und zuverlässige Verwendung von LCDs unter verschärften Wärme- und Schwingungsbedingungen durch Herstellen einer sicheren elektrischen Verbindung ermöglicht, wäre sehr wünschenswert. Ein System und eine Vorrichtung, welche eine zuverlässige Paßanordnung elektrischer Kontakte bei Herstellung und Verwendung ermöglichen, werden gleichfalls benötigt.
Zusammenfassung der Erfindung
Erfindungsgemäß wird ein elektrischer Verbinder zum Verbinden einer Flüssigkristallanzeige mit einer Leiterplatte geschaffen. Der Verbinder umfaßt einen isolierenden Körper, wobei der Körper ein Material mit einem Aufbau umfaßt, welcher in der Lage ist, Licht zu übertragen, um die Flüssigkristallanzeige zu beleuchten. Bei manchen Anwendungen wird der Verbinder, welcher Bauelemente aufweist, welche in der Lage sind, Licht zu übertragen bzw. zu verteilen, als „Lichtleiter" bezeichnet. Ein isolierender Körper ist geeignet gestaltet, um Licht zum Beleuchten einer Anzeige zu übertragen. Ein Zweigelement ist an dem isolierenden Körper angeordnet und umfaßt eine äußere Oberfläche, welche geeignet für eine Anordnung neben einer Leiterplatte, mit welcher die Flüssigkristallanzeige elektronisch verbunden wurde, gestaltet ist. Ferner ist mindestens ein Verbinderelement mit dem isolierenden Körper eingerichtet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung kann das Verbinderelement einen ersten Kontaktsockel umfassen, welcher sich über die äußere Oberfläche des Zweigelements hinaus erstreckt, um eine elektrische Verbin dung mit der Flüssigkristallanzeige zu ermöglichen. Ferner erstreckt sich ein zweiter Kontaktsockel zur elektrischen Verbindung mit einer Leiterplatte über die äußere Oberfläche des Zweigelements hinaus. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Verbinder geeignet für eine Paßanordnung der Verbinderelemente mit elektrischen Kontakten, welche an dem LCD und der Leiterplatte angeordnet sind, angeordnet.
Bei einem Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt das Verbinderelement ein „U-förmiges" Element mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende, wobei das U-förmige Element einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem ersten Ende definiert sind, und Kontaktsockeln, welche an dem zweiten Ende definiert sind, aufweist. Das Verbinderelement umfaßt ferner ein geschlossenes Ende, welches das Zweigelement, welches in dem Körper eingerichtet ist, umgibt und darauf aufgepaßt ist.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt der Verbinder eine Öffnung, welche in dem Körper selbst vorgesehen ist. Ferner umfaßt das Zweigelement eine Vielzahl von Verbinderelementen, welche in Reihe angeordnet und von dem Körper getrennt sind. Die Öffnung in dem Körper ist mindestens teilweise zwischen dem Zweigelement und dem Körper angeordnet.
Mindestens ein Ausführungsbeispiel der Erfindung umfaßt Verbinderelemente, welche Streifenelemente umfassen, welche zu einer Gestalt mit geschlossenem Ende und entgegengesetzt gerichteten Armen gebogen sind. Die Kontaktsockel sind an den Armen definiert, und mindestens einer der Arme ist geeignet gestaltet, um eine elastische Kraft auf elektrische Kontakte des LCD auszuüben.
Weitere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden teilweise in der folgenden Beschreibung dargelegt bzw. sind aus der Beschreibung ersichtlich oder sind durch praktische Arbeit mit der Erfindung zu verstehen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Eine vollständige und nachvollziehbare Offenbarung der vorliegenden Erfindung, welche die beste Ausführungsweise in Darstellung für gewöhnlich Fachkundige umfaßt, ist in der vorliegenden Beschreibung dargelegt. Die folgenden Figuren stellen die Erfindung dar:
1 ist eine perspektivische Ansicht der Flüssigkristallanzeigenanordnung, welche den Verbinder darstellt, welcher geeignet für eine Herstellung eines elektrischen Kontakts mit der Anzeige und der Leiterplatte gestaltet ist;
2A stellt eine Explosionsansicht der Bauelemente der Flüssigkristallanzeige dar, wobei dies die Verbinderanordnung umfaßt;
2B ist eine Seitenansicht der Anordnung, welche den Lichtleiter darstellt;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Unterseite der Anordnung, wobei die Abschnitte der Anordnung zur einfachen Identifizierung getrennt sind;
4 ist eine Draufsicht des (zuweilen als „Lichtleiter" bezeichneten) isolierenden Körpers der Erfindung;
5 ist eine Endseitenansicht des in 4 dargestellten isolierenden Körpers;
6 ist eine Seitenansicht des in den 4-5 dargestellten isolierenden Körpers;
7 ist eine Querschnittsansicht des in 6 dargestellten isolierenden Körpers;
8 ist eine zweite Querschnittsansicht ähnlich der in 7 dargestellten, außer, daß die Kontakte in 8 niedergedrückt sind, wie bei vollständiger Verbindung der Anordnung in dem zusammengesetzten Aufbau.
9 ist eine perspektivische Ansicht eines anderen Ausführungsbeispiels der Erfindung, welches eine Kontaktverbindung an der oberen Oberfläche der LCD-Anzeige aufweist;
10 ist eine seitliche Querschnittsansicht eines Abschnitts der in 9 dargestellten Figur gemäß der Linie 10-10, welche in 9 dargestellt ist.
Genaue Beschreibung
Es folgt nun eine genaue Behandlung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsbeispiele der Erfindung, wovon ein bzw. mehrere Beispiele davon in der Zeichnung dargestellt sind. Jedes Beispiel ist lediglich zur Erläuterung der Erfindung angegeben und soll keine Begrenzung der Erfindung bedeuten. Beispielsweise können Merkmale, welche als Teil eines Ausführungsbeispiels beschrieben bzw. dargestellt sind, bei anderen Ausführungsbeispielen verwendet werden, um ein weiteres Ausführungsbeispiel zu ergeben. Derartige Abwandlungen und Änderungen soll die vorliegende Erfindung umfassen.
Funktelefone, wie etwa Zellularnetztelefone, wurden sowohl im Hinblick auf persönliche als auch kommerzielle Verwendung zunehmend beliebter. Funktelefone wurden kleiner, um eine bequemere Aufbewahrung und Mitführbarkeit zu bieten. Infolgedessen wurde der Raum bzw. „Grund" auf Leiterplatten, welche elektronische Bauelemente in Funktelefonen versorgen, begrenzt und wertvoll.
Ein Lichtleiter ist eine Struktur, welche in einer beleuchteten elektronischen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Funktelefon, vorgesehen ist, welche verwendet werden kann, um eine Tastatur lichtdurchlässiger Tasten mittels einer Lichtquelle, weiche sich innerhalb der Vorrichtung befindet, zu beleuchten. Der Lichtleiter kann ferner verwendet werden, um eine Tastatur und eine Flüssigkristallanzeige für ein Funktelefon zu unterstützen. Der Lichtleiter kann direkt an einer Leiterplatte zum Versorgen elektronischer Bauelemente angeordnet werden, um Fernmeldesignale zu erzeugen und zu empfangen. Dies hat zur Folge, daß ein Lichtleiter einen bedeutenden Bereich des Leiterplattengrundes besetzen kann. Infolgedessen ist es möglich, daß ein Leiterplattenraum unterhalb eines Lichtleiters generell nicht zum Versorgen elektronischer Bauelemente verwendbar ist.
Ein oder mehrere Wandabschnitte können von einer Fläche des Lichtleiters abstehen, um eine Abstandsbeziehung zwischen dem Lichtleiter und der Leiterplatte aufrechtzuerhalten. Diese Wandabschnitte können derart eingerichtet werden, daß diese die Leiterplattenfläche berühren, um dadurch ein oder mehrere Zellen zwischen der Leiterplattenfläche und der Lichtleiterfläche zu definieren, wenn der Lichtleiter in dem Gehäuse befestigt ist.
Generell kann die Erfindung gemäß der vorliegenden Offenbarung bei Zellularnetz- bzw. Funktelefonen oder im wesentlichen jeder anderen elektronischen Vorrichtung, welche eine Flüssigkristallanzeige umfaßt, verwendet werden. Kontaktbereiche, als ITO-Stellen (Indiumzinnoxid, für engl. Indium Tin Oxide) bezeichnet, umfassen kleine Kontaktbereiche an der Oberfläche einer Anzeige, welche einen elektrischen Verbindungsweg zwischen dem Verbinder und der Anzeige liefern.
Bei der Erfindung wird eine Kombination von Lichtleiter und Verbinder geschaffen, um eine zweifache Aufgabe zu erfüllen. Erstens wirkt das Kombinationsbauelement als Lichtverteilungsvorrichtung, und zweitens wirkt dieses als Verbinder und Isolator. Typischerweise liefern eine oder mehrere Leuchtdioden eine Quelle von Licht, welches durch einen Lichtleiter verteilt bzw. übertragen wird. Der Lichtleiter ist geeignet gestaltet, um Licht zu der Flüssigkristallanzeige hin zu reflektieren. Eine Lichtquelle liefert Licht, welches durch einen Lichtleiter aufgenommen wird, und sodann wird das Licht fokussiert, wodurch der Lichtverlust durch den Lichtleiter vermindert wird, wie unten weiter dargelegt.
In 1 ist eine Verbinderanordnung 11 in perspektivischer Ansicht dargestellt, wobei sich eine Flüssigkristallanzeige 22 (LCD) in dem oberen Abschnitt der Figur befindet. Ein Verbinder 23 ist unter der Flüssigkristallanzeige 22 dargestellt, wobei der Verbinder 23 einen isolierenden Körper 24 aufweist, welcher geeignet für eine Verbindung mit einer Leiterplatte 26 gestaltet ist. Verbinderelemente 27 sind in einer Reihe entlang eines Zweigelements 25 an dem Verbinder 23 vorgesehen. Der Verbinder 23 weist einen isolierenden Körper 24 auf, welcher geeignet gestaltet ist, um Licht zum Beleuchten der Flüssigkristallanzeige 22 zu übertragen, wenn die Anordnung zusammengesetzt ist, wie unten weiter beschrieben. Ein Paßanordnungsloch 29a ist geeignet für eine Aufnahme des Ausrichtungsstifts 37a eingerichtet, welcher die Verbinderelemente 27 genau in korrekter Paßanordnung mit Kontaktstellen 28 der Leiterplatte 26 anordnet.
2A stellt eine Explosionsansicht der Verbinderanordnung 11 dar. Bei der Erfindung können eine oder mehrere Leuchtdioden („LED") 16a-b als Lichtquelle(n) vorgesehen werden. Die Leuchtdioden 16a-b werden gewöhnlich in die Leiterplatte 26 gesteckt und durch eine elektrische Verbindung mit dieser mit Energie versorgt, wo diese angebracht sind. Die Anzahl der Leuchtdioden 16a-b kann klein sein, wie etwa eine, oder groß, wie etwa ein Dutzend oder mehr. Bei einem Ausführungsbeispiel wurden zwei derartige Leuchtdioden 16a-b als zufriedenstellend befunden. Fokussierungselemente 18a und 18b dienen zum Fokussieren von Licht, welches durch die Leuchtdioden 16a-b erzeugt wird, auf den isolierenden Körper 24. Eine obere Oberfläche 20a des isolierenden Körpers 24 ist dargestellt. Eine Rückplatte 14 ist ein optionales Merkmal, welches direkt unter dem isolierenden Körper 24 gelagert sein kann.
Der isolierende Körper 24 kann aus klarem Polykarbonat oder einem anderen geeigneten polymerischen bzw. akrylischen Material hergestellt werden. Ein geeignetes Material ist von Bayer Chemical Company unter dem Handelsnamen „MAKRALON" erhältlich („Mackralon" ist vermutlich ein Warenzeichen der Bayer Chemical Company). Die Dicke des isolierenden Körpers 24 beträgt typischerweise weniger als etwa 2 mm und vorzugsweise weniger als etwa 1 mm und kann bei manchen speziellen Ausführungsbeispielen der Erfindung 0,7 mm oder weniger betragen.
Die Leuchtdioden 16a-b sind gewöhnlich derart angeordnet, daß die Lichtwege von Licht, welches von den Leuchtdioden 16a-b ausgeht, in Winkeln zueinander angeordnet sind. Fokussierelemente 18a-b sind geeignet eingerichtet, um das von den Leuchtdioden 16a-b empfangene Licht zu der bzw. in die Ebene des isolierenden Körpers 24 abzulenken. Generell ist der Winkel zwischen den Lichtwegen in dem isolierenden Körper 24 klein. Ein großer Teil des Lichts innerhalb des isolierenden Körpers 24 kann durch innere Reflexion reflektiert werden, wodurch der Lichtverlust bei einem Durchgang durch den isolierenden Körper 24 vermindert wird. Ein Teil des reflektierten Lichts wird nach oben zu der Flüssigkristallanzeige 22 gelenkt.
2B stellt eine Seitenansicht eines Abschnitts der Verbinderanordnung 11 dar. Die Funktionsweise des isolierenden Körpers 24 ist durch Verweis auf die vorliegende 2B zu ersehen, wobei die Flüssigkristallanzeige 22 über dem isolierenden Körper 24, welcher Fokussierelemente 18a-b aufweist, vorgesehen ist. Der isolierende Körper 24 umfaßt eine obere Ober fläche 20a und eine untere Oberfläche 20b, wobei eine Leiterplatte 26 unter dem isolierenden Körper 24 angeordnet ist. Bei manchen Ausführungsbeispielen kann eine Rückplatte 14 zwischen der Leiterplatte 26 und dem isolierenden Körper 24 vorgesehen sein. Eine Leuchtdiode 16, welche in einem Gehäuse 17 angeordnet ist, liefert eine Lichtquelle. Eine reflektierende innere Oberfläche 15 des Gehäuses 17 gewährleistet eine maximale Lichtreflexion in den isolierenden Körper 24. Typischerweise ist der isolierende Körper 24 mit (nicht dargestellten) Oberflächenstrukturen versehen, welche von den Leuchtdioden 16a-b ausgehendes Licht nach oben zu der Flüssigkristallanzeige 22 reflektieren und streuen. Eine Rückplatte 14 unterstützt die Gewährleistung einer gleichmäßigen Lichtstärke auf der gesamten Oberfläche der Flüssigkristallanzeige 22, so daß es nicht notwendig ist, Licht von allen vier Seiten der Vorrichtung zu liefern. Die optionale Rückplatte 14 ist vorgesehen, um die Leiterplatte 26 gegen Sicht abzuschirmen, und kann von weißer Farbe sein, um die Helligkeit zu steigern. Ein anderes Mittel zum Verbergen der Leiterplatte 26 ist das Auftragen einer undurchsichtigen Beschichtung auf der Unterseite bzw. unteren Oberfläche des isolierenden Körpers 24.
3 stellt eine Explosionsansicht der Verbinderanordnung 11 von unten dar, welche zeigt, daß die Leiterplatte 26 Paßanordnungslöcher 29a-b an deren unterer Oberfläche aufweist. Ferner ist das Zweigelement 25 des Verbinders 23 dargestellt, welcher einen Ausrichtungsstift 37b aufweist, welcher zur Einführung in ein Paßanordnungsloch 29b geeignet eingerichtet ist. Ferner empfängt eine Flüssigkristallanzeige 22 Licht von dem Verbinder 23. Verbinderelemente 27, welche entlang des Zweigelements 25 angeordnet sind, sind geeignet für eine Wechselwirkung mit Kontaktstellen 38 der Flüssigkristallanzeige 22 an der oberen Oberfläche des Verbinders 23 eingerichtet, und die Verbinderelemente 27 befinden sich in Wechselwirkung mit der Leiterplatte 26 unter der Oberfläche des Verbinders 23.
In 4 ist eine Draufsicht des Verbinders 23 dargestellt. Der isolierende Körper 24 umfaßt entlang einer Seite ein Zweigelement 25, welches Zweigelemente 27 in Abstand entlang des Zweigelements 25 aufweist. Auf gegenüberliegenden Seiten des isolierenden Körpers 24 sind Paßanordnungsstrukturen 39a und 39b dargestellt, weiche gegenüber von Paßanordnungsstrukturen 39c und 39d angeordnet sind. Die Paßanordnungsstrukturen 39a-d sind vorgesehen, um einen Eingriff des Verbinders 23 mit entsprechenden Strukturen, welche an der Kante der Leiterplatte 26 angeordnet sind (in 4 nicht dargestellt), herzustellen. Diese Paßanordnungsstrukturen 39a-d gewährleisten, daß der Verbinder 23 genau bei dem richtigen Ort gehalten wird, um die Verbinderelemente 27 mit deren entsprechenden Kontaktstellen sowohl an der Flüssigkristallanzeige 22 als auch der Leiterplatte 26 zu verbinden. Ferner unterstützen die Paßanordnungsstrukturen 39a-d auch eine Befestigung des Verbinders 23, um unnötige Schwingungen bzw. Bewegungen bei Verwendung zu vermeiden.
5 stellt eine Endseitenansicht des in 4 dargestellten Verbinders 23 dar, wobei Verbinderelemente 27 entlang des Zweigelements 25 angeordnet sind, welches an dem isolierenden Körper 24 befestigt ist. Auf jeder Seite des Verbinders 23 befinden sich Ausrichtungsstifte 37a-b. Ferner sind Paßanordnungsstrukturen 39a und 39c an der Kante des Verbinders 23 zu sehen.
6 stellt eine Seitenansicht des Verbinders 23 dar, wobei ein isolierender Körper 24 dargestellt ist, wobei Ausrichtungsstifte 37a und 37c an der Unterseite des isolierenden Körpers 24 dargestellt sind. Ein erster Kontaktsockel 41 und ein zweiter Kontaktsockel 42 verlaufen zur elektrischen Verbindung über bzw. unter dem Zweigelement 25.
In 7 ist ein Querschnitt gemäß der Linie 7-7 (siehe 4) dargestellt, welcher einen isolierenden Körper 24 zeigt, welcher durch eine Öffnung 46 von dem Zweigelement 25 getrennt ist. Die Öffnung 46 ist der Punkt, bei welchem ein (nicht dargestellter) Haltestreifen bei der Herstellung des Verbinders 23 verwendet wird, wobei der Haltestreifen bei der Herstellung bei dem Punkt, bei welchem das „u-förmige" Element 43 an dem Zweigelement 25 befestigt wird, aus der Öffnung 46 „herausgestoßen" wird. Das u-förmige Element 43 weist an jedem Ende einen Armabschnitt 44 bzw. einen Armabschnitt 45 auf. Ferner liefern ein erster Kontaktsockel 41 und ein zweiter Kontaktsockel 42 einen flexiblen Eingriff bzw. eine flexible Verbindung an der oberen und der unteren Seite des isolierenden Körpers 24.
In 8 ist ein ähnlicher Querschnitt wie der von 7 dargestellt, außer, daß ein anderes Ausführungsbeispiel des Verbinders 123 dargestellt ist, welches einen flachen Verbindungskontakt 141 aufweist, welcher geeignet für eine Verbindung mit der LCD-Anzeige gestaltet ist. Es ist ein flacher Armabschnitt 144 vorgesehen, welcher von dem u-förmigen Element 143 ausgeht. Ein Armabschnitt 145 verläuft von dem Verbinder 123 ausgehend zum Eingriffskontakt mit einer Leiterplatte 139 nach unten. Ein Kontaktsockel 142 verläuft von dem Armabschnitt 145 ausgehend nach unten. Eine Öffnung 146 liefert einen Raum zwischen dem isolierenden Körper 124 und dem Zweigelement 125. Ein Ausrichtungsstift 137a ist unter dem Verbinder 123 dargestellt, wobei dieser eine Einrichtung zum Befestigen des Verbinders 123 in Paßanordnung mit anderen elektronischen Bauelementen zum Betrieb liefert.
9 stellt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung dar, wobei die integrierte Anordnung 132 ein Zweigelement 225 umfaßt, welches in einer Gestaltung vorgesehen ist, welche einen elektrischen Kontakt an der oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeige 222 (LCD) ermöglicht, wie in 9 dargestellt. In 9 ist die Flüssigkristallanzeige 222 mit dem Verbinder verbunden, welcher wiederum mit einer Leiterplatte 226 verbunden ist, welche in dem unteren Abschnitt von 9 dargestellt ist.
In 10 ist ein teilweiser Querschnitt gemäß der Linie 10-10 von 9 dargestellt. Ein Verbinder 223 umfaßt ein u-förmiges Element 243, welches das Zweigelement 225 der Anordnung 132 umgibt. Das u-förmige Element 243 umfaßt einen Armabschnitt 244 und einen Armabschnitt 245. Ein Kontaktsockel 242 ist geeignet für einen elastischen Kontakt mit einer Leiterplatte 226 (in 10 nicht dargestellt), welche eine Kontaktstelle 250 aufweist, gestaltet. Ein oberer Kontaktsockel 241 befindet sich in elastischem Eingriff mit der oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeige 222. Die Anzeige kann Kontaktstellen aufweisen, welche in Paßanordnung mit einer Vielzahl von Kontaktelementen, wie in 9 dargestellt, an der Oberseite der Flüssigkristallanzeige 222 in Reihe angeordnet sind. Ein Ausrichtungsstift 237a an der Unterseite des isolierenden Körpers 224 ist ebenso zum Ausrichten der Bauelemente in Paßanordnung vorgesehen. Eine Öffnung 246 ist neben dem isolierenden Körper 224 des Verbinders 223 dargestellt.
Wenn die integrierte Anzeigeanordnung 132 von 9 zusammengesetzt wird, wird der Verbinder 223 durch mechanisches Anordnen der Flüssigkristallanzeige 222 an der Oberseite des isolierenden Körpers 224 des Verbinders 223 und in Auflage an der inneren Oberfläche des Zweigelements 225 zusammengesetzt, wodurch ein Kontakt zwischen dem Kontaktsockel 241 und der oberen Oberfläche 252 der Flüssigkristallanzeige 222 ermöglicht wird. Der Kontaktsockel 241 befindet sich gewöhnlich, jedoch nicht immer in elastischem Kontakt mit ITO-Stellen (in 10 nicht dargestellt) an der oberen Oberfläche der dargestellten Flüssigkristallanzeige. Bei anderen Anwendungen können jedoch leitende Bahnen bzw. Leitungen vorgesehen werden, welche die Kontaktsockel, wie etwa den Kontaktsockel 241, aufnehmen.
Für Fachkundige ist zu ersehen, daß verschiedene Abwandlungen und Änderungen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden können, ohne von Umfang und Prinzip der Erfindung abzuweichen. Die vorliegende Erfindung soll derartige Abwandlungen und Änderungen, welche unter Um fang und Prinzip der beigefügten Ansprüche fallen, und deren Äquivalente umfassen.
Zusammenfassung
Es wird ein elektrischer Verbinder zum Verbinden einer Anzeige mit einer Leiterplatte offenbart. Eine Anwendung der Erfindung schafft eine Verbindung zwischen einer Flüssigkristallanzeige („LCD") und einer Leiterplatte. Der Verbinder ist in der Lage, eine zweifache Funktion sowohl als Lichtleiter, welcher Licht für die Anzeige überträgt, als auch als elektrischer Verbinder zur Verbindung der Anzeige mit der Leiterplatte zu erfüllen. Ein Zweigelement ist an dem Verbinder angebracht, und das Zweigelement umfaßt eine Reihe von Kontaktsockeln zur elektrischen Verbindung. Der Verbinder kann eine Vielzahl in Abstand angeordneter U-förmiger Streifenelemente, welche parallel auf einem Zweigelement angebracht sind, mit Kontaktsockeln, welche nach oben zum elastischen Eingriff mit Kontaktstellen der Anzeige und nach unten zum elastischen Eingriff mit Kontaktstellen einer Leiterplatte verlaufen, an dessen oberer bzw. unterer Oberfläche umfassen.
(1)

Claims

Elektrischer Verbinder zum Verbinden einer Anzeige mit einer Leiterplatte in einer Stapelanordnung, wobei der Verbinder umfaßt: einen isolierenden Körper, wobei der Körper ein Material umfaßt, welches in der Lage ist, Licht zum Beleuchten einer Anzeige zu übertragen; ein Zweigelement, wobei das Zweigelement an dem Körper angeordnet ist, wobei das Zweigelement eine äußere Oberfläche aufweist, welche geeignet für eine Anordnung neben einer Leiterplatte gestaltet ist, mit welcher die Anzeige elektronisch zu verbinden ist; und mindestens ein Verbinderelement, welches auf dem Isolierkörper eingerichtet ist.
Verbinder nach Anspruch 1, wobei: das Verbinderelement einen ersten Kontaktsockel, welcher sich über die äußere Oberfläche hinaus erstreckt, zur elektrischen Verbindung mit der Anzeige und einen zweiten Kontaktsockel, welcher sich über die äußere Oberfläche hinaus erstreckt, zur elektrischen Verbindung mit der Leiterplatte umfaßt; und der Verbinder geeignet für eine Paßanordnung der Verbinderelemente angeordnet wird, wobei elektrische Kontaktstellen an der Flüssigkristallanzeige und der Leiterplatte angeordnet sind.
Verbinder nach Anspruch 2, wobei das Verbinderelement ein U-förmiges Element mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfaßt, wobei das U-förmige Element einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem ersten Ende definiert sind, und einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem zweiten Ende definiert sind, aufweist, wobei das Verbinderelement ferner ein geschlossenes Ende umfaßt, welches das Zweigelement, welches in dem Körper eingerichtet ist, umgibt und darauf aufgepaßt ist.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei eine Vielzahl von Verbinderelementen auf dem Zweigelement des isolierenden Körpers in Reihe angeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 4, wobei eine Öffnung in dem Körper vorgesehen ist, wobei das Zweigelement, welches eine Vielzahl von darauf in Reihe angeordneten Verbinderelementen aufweist, von dem Körper getrennt ist, wobei die Öffnung in dem Körper mindestens teilweise zwischen dem Zweigelement und dem Körper angeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 4, wobei die Kontaktsockel des Verbinderelements geeignet für einen Eingriff mit Kontaktstellen auf der Anzeige gestaltet sind.
Verbinder nach Anspruch 4, wobei die Kontaktsockel des Verbinders geeignet für einen Eingriff mit Kontaktstellen auf der Leiterplatte gestaltet sind.
Verbinder nach Anspruch 3, wobei die Verbinderelemente Streifenelemente umfassen, welche zu einer Gestalt mit geschlossenem Ende und entgegengesetzt gerichteten Armen gebogen sind, wobei die Kontaktsockel an den Armen definiert sind, wobei mindestens einer der Arme geeignet gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf elektrische Kontakte der Anzeige auszuüben.
Verbinder nach Anspruch 8, wobei mindestens einer der Arme geeignet gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf elektrische Kontakte der Anzeige auszuüben.
Anzeigevorrichtung mit einem Verbinder mit zweifacher Funktion, wobei der Verbinder geeignet gestaltet ist, um sowohl als Lichtleiter zum Ermöglichen einer Beleuchtung einer Flüssigkristallanzeige als auch als elektrischer Verbinder zum Verbinden der Flüssigkristallanzeige mit einer Leiterplatte in einer Stapelanordnung zu wirken, umfassend: (a) eine Flüssigkristallanzeige, welche Kontaktstellen an deren unterer Oberfläche aufweist; (b) eine Leiterplatte, welche Kontaktstellen an deren oberer Oberfläche aufweist; (c) einen Verbinder, wobei der Verbinder eine obere und eine untere Oberfläche aufweist, wobei der Verbinder geeignet für eine Verbindung mit der Flüssigkristallanzeige an dessen oberer Oberfläche und mit einer Leiterplatte an dessen unterer Oberfläche gestaltet ist, wobei der Verbinder umfaßt: i) einen isolierenden Körper, wobei der Körper ein Material umfaßt, welches in der Lage ist, Licht zum Beleuchten der Flüssigkristallanzeige zu übertragen; ii) ein Zweigelement, wobei das Zweigelement an dem Körper angeordnet ist, wobei das Zweigelement eine äußere Oberfläche aufweist, welche geeignet für eine Anordnung neben einer Leiterplatte, mit welcher die Flüssigkristallanzeige an deren unterem Ende elektronisch zu verbinden ist, gestaltet ist; und iii) eine Vielzahl paralleler Verbinderelemente, welche mit dem isolierenden Körper eingerichtet sind, wobei mindestens ein Verbinderelement einen ersten Kontaktsockel, welcher sich über die äußere Oberfläche des Zweigelements hinaus erstreckt, zur elektrischen Verbindung mit einer Kontaktstelle der Flüssigkristallanzeige an der oberen Oberfläche des Verbinders und einen zweiten Kontaktsockel, welcher sich über die äußere Oberfläche des Zweigelements hinaus erstreckt, zur elektrischen Verbindung mit einer Kontaktstelle der Leiterplatte an der unteren Oberfläche des Verbinders umfaßt.
Anzeigevorrichtung nach Anspruch 10, wobei mindestens eines der parallelen Verbinderelemente ein U-förmiges Element mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfaßt, wobei das U-förmige Element einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem ersten Ende definiert sind, und einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem zweiten Ende definiert sind, aufweist, wobei das Verbinderelement ferner ein geschlossenes Ende umfaßt, welches das Zweigelement, welches in dem Körper eingerichtet ist, umgibt und darauf aufgepaßt ist.
Verbinder nach Anspruch 11, wobei mindestens zwei der Verbinderelemente U-förmige Elemente mit einem ersten Ende und einem zweiten Ende umfassen, wobei die U-förmigen Elemente einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem ersten Ende definiert sind, und einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem zweiten Ende definiert sind, aufweisen, wobei das Verbinderelement ferner ein geschlossenes Ende umfaßt, welches das Zweigelement, welches in dem Körper eingerichtet ist, umgibt und darauf aufgepaßt ist.
Verbinder nach Anspruch 12, wobei eine Öffnung in dem Körper vorgesehen ist, wobei das Zweigelement eine Vielzahl von Verbinderelementen umfaßt, welche darauf in Reihe angeordnet sind, welche von dem Körper getrennt sind, so daß die Öffnung in dem Körper generell zwischen dem Zweigelement und dem Körper angeordnet ist.
Verbinder nach Anspruch 12, wobei die Verbinderelemente Streifenelemente umfassen, welche zu einer Gestalt mit geschlossenem Ende und entgegengesetzt gerichteten Armen gebogen sind, wobei die Kontaktsockel an den Armen definiert sind, wobei mindestens einer der Arme geeignet gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf elektrische Kontakte der Flüssigkristallanzeige auszuüben.
Verbinder nach Anspruch 14, wobei mindestens einer der Arme geeignet gestaltet ist, um eine elastische Kraft auf elektrische Kontakte der Flüssigkristallanzeige auszuüben.
System zum Verbinden einer Flüssigkristallanzeige mit einer Leiterplatte, umfassend: (a) eine Flüssigkristallanzeige, welche Kontaktstellen aufweist; (b) eine Leiterplatte, welche Kontaktstellen an deren oberer Oberfläche aufweist; (c) einen Verbinder, wobei der Verbinder eine obere und eine untere Oberfläche aufweist, wobei der Verbinder geeignet für eine elektrische Verbindung mit der Flüssigkristallanzeige an dessen oberer Oberfläche und mit einer Leiterplatte an dessen unterer Oberfläche gestaltet ist, wobei der Verbinder umfaßt: i) einen isolierenden Körper; ii) ein Zweigelement, wobei das Zweigelement an dem Körper angeordnet ist, wobei das Zweigelement eine äußere Oberfläche aufweist, welche geeignet für eine Anordnung neben einer Leiterplatte, mit welcher die Flüssigkristallanzeige elektronisch zu verbinden ist, gestaltet ist; und iii) eine Vielzahl paralleler Verbinderelemente, welche mit dem isolierenden Körper eingerichtet sind, wobei mindestens ein Verbinderelement einen ersten Kontaktsockel und einen zweiten Kontaktsockel umfaßt, wobei sich der erste Kontaktsockel zur elektrischen Verbindung mit einer Kontaktstelle der Flüssigkristallanzeige an der oberen Oberfläche des Verbinders über die äußere Oberfläche des Zweigelementss hinaus erstreckt und sich der zweite Kontaktsockel zur elektrischen Verbindung mit einer Kontaktstelle der Leiterplatte an der unteren Oberfläche des Verbinders über die äußere Oberfläche des Zweigelements hinaus erstreckt.
System nach Anspruch 16, wobei mindestens eines der Verbinderelemente ein U-förmiges Element umfaßt.
System nach Anspruch 17, wobei das U-förmige Element einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem ersten Ende definiert sind, und einen Armabschnitt mit Kontaktsockeln, welche an dem zweiten Ende definiert sind, umfaßt, wobei mindestens ein Verbinderelement ferner ein geschlossenes Ende umfaßt, welches das Zweigelement, welches in dem Körper eingerichtet ist, umgibt und darauf aufgepaßt ist.
System nach Anspruch 18, wobei der Verbinder ferner einen Anordnungsstift umfaßt.
System nach Anspruch 18, wobei die Kontaktsockel nach innen gekrümmt sind, wodurch ein elastischer Kontakt mit Kontaktstellen hergestellt wird.
System nach Anspruch 16, wobei der Verbinder geeignet gestaltet ist, um Licht zum Beleuchten der Anzeige auf die Flüssigkristallanzeige zu übertragen.
System nach Anspruch 16, wobei sich die Kontaktsockel an der oberen Oberfläche des Verbinders in Wechselwirkung mit Kontaktstellen an der Flüssigkristallanzeige an der oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeige befinden.
System nach Anspruch 22, wobei die Flüssigkristallanzeige eine äußere Kante umfaßt, wobei die Kontaktsockel die äußere Kante der Flüssigkristallanzeige umgeben und zur elektrischen Verbindung mit der Flüssigkristallanzeige nach unten zu der oberen Oberfläche der Flüssigkristallanzeige verlaufen.