DE2449740A1

DE2449740A1 - Contact unit for fluidic crystal display - with separate contact carrier and contacts around edges of frame element

Info

Publication number: DE2449740A1
Application number: DE19742449740
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Ganter; Albert Ginter
Original assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Current assignee: Gebrueder Junghans GmbH
Priority date: 1974-10-19
Filing date: 1974-10-19
Publication date: 1976-04-29

Abstract

The contact system for the fluidic crystal display is provided by a number of contact strips (6), along two edges of the insulating support frame element (1) for one of the plates (3) of the display cell, each of the contact strips (6) associated with a respective display electrode (5) provided on one face of the latter plate (3). Further contact strips are provided along a similar pair of edges of a separate insulating contact carrier, which has the same form as the support frame element, so that the two can be brought together to allow respective pair of contacts to be brought into contact. The contact carrier has a resilient strip extending below the row of contact strips along each edge.

Description

Kontaktanordnung für eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung Die Erfindung betrifft eine Kontaktanordnung für eine Flüssigkristall-Anzeigeeinrichtung.Contact arrangement for a liquid crystal display device The invention relates to a contact arrangement for a liquid crystal display device.

Es ist bekannt, Anschlußkontakte elektronischer Bauelemente und Baugruppen mit auf isolierenden Platinen aufgebrachten Leitern über die verschiedensten stoffschlüssigen Verfahren zu verbinden. Auch mechanische Anordnungen, wie Steckverbindungen, werden angewendet.It is known terminal contacts of electronic components and assemblies with conductors attached to insulating boards via a wide variety of material connections Procedure to connect. Mechanical arrangements such as plug connections are also used applied.

Bei den meisten dieser Verbindungstechniken müssen die Arbeitsgänge zur Herstellung einer brauchbaren Verbindung für Jeden Anschluß einzeln durchgeführt werden. Oft treten dabei Schwierigkeiten hinsichtlich Verbindungsgüte oder Oberflächen-und Materialbeschaffenheit im Umfeld der Verbindungsstelle nach dem Zusammenfügen der Kontakte auf. Diese können durch thermische Wechselwirkungen aufgrund der unterschiedlichen Materialeigenschaften von Träger und Leiter oder Maßungenauigkeiten der beiden Komponenten hervorgerufen werden. Da jedoch gerade auf dem Elektroniksektor die Entwicklung zu immer kleineren Bauelementen hin tendiert, um den vorhandenen Raum optimal auszunutzen, verlieren verschiedene althergebrachte Verbindungstechniken ihre Bedeutung, sei es aus technologischen oder letztlich aus wirtschaftlichen Gründen.Most of these connection techniques require the operations performed individually for each port to make a usable connection will. Often difficulties arise with regard to the quality of the connection or surface and Material properties in the vicinity of the connection point after joining the Contacts on. These can be due to the different thermal interactions Material properties of the carrier and conductor or dimensional inaccuracies of the two components be evoked. However, there is development in the electronics sector tends towards smaller and smaller components to the existing ones space different traditional connection techniques lose their optimal use their importance, be it for technological or ultimately for economic reasons.

In der DT-AS 1 566 981 ist eine Anschlußpackung für eine Halbleitereinheit beschrieben, die sich aus einem Sockelteil und einer Trägerplatte mit aufgesetzter Halbleitereinheit sowie einer Leiterplatte und einer Deckplatte zusammensetzt.DT-AS 1 566 981 contains a connection package for a semiconductor unit described, which consists of a base part and a support plate with attached Semiconductor unit and a printed circuit board and a cover plate composed.

In das Sockelteil ist eine Aufnahmeöffnung eingeformt, in die die Trägerplatte in vorbestimmter Weise eingesetzt und dort verdrehungsgesichert gehalten wird. Auf der Oberseite der Trägerplatte sind die Halbleitereinheit und die Leiterbahnen angeordnet, wobei letztere von den Anschlußkontakten der Halbleitereinheit seitlich heraus- und zum Rande der Trägerplatte hinführen. An diese Leiterbahnen schließen sich als äußere Verlängerung in die Seitenwände des Sockelteils eingeformte Nuten in der Weise an, daß deren Nutgrund und die Oberfläche der Leiterbahnen eine Ebene bilden.A receiving opening is formed in the base part into which the Carrier plate used in a predetermined manner and held there against rotation will. The semiconductor unit and the conductor tracks are on the top of the carrier plate arranged, the latter of the connection contacts of the semiconductor unit laterally out and towards the edge of the carrier plate. Connect to these conductor tracks Grooves molded into the side walls of the base part as an outer extension in such a way that their groove base and the surface of the conductor tracks are level form.

Auf diese Anordnung wird eine Leiterplatte aufgesetzt. Diese Leiterplatte weist ein Fenster auf, das der Umfangsform des Sockelteils angepaßt ist. Von den Rändern dieses Fensters ragen Kontaktfahnen kammartig derart nach innen, daß diese in den Nuten des Sockelteils geführt und gelagert sind und mit ihren Innenenden auf die äußeren Enden der Leiterbahnen der Trägerplatte zu liegen kommen. Zwischen den Kontaktbahnen und den Leiterbahnen wird dann eine unlösbare elektrische Verbindung hergestellt. Um eine vollständig abgeschlossene Einheit zu erreichen, wird noch auf die zusammengefügten Teile noch eine Deckplatte aufgesetzt. Um die Isolation der Halbleitereinheit zu verbessern, ist außerdem die Deckplatte innen mit einem Hohlraum ausgestattet, der mit einer tonartigen Masse ausgefüllt ist.A circuit board is placed on top of this arrangement. This circuit board has a window which is adapted to the circumferential shape of the base part. Of the Edges of this window contact lugs protrude inwards like a comb in such a way that these are guided and stored in the grooves of the base part and with their inner ends come to rest on the outer ends of the conductor tracks of the carrier plate. Between the contact tracks and the conductor tracks then become a permanent electrical connection manufactured. In order to achieve a completely self-contained unit, it is still necessary a cover plate is placed on the assembled parts. About the isolation To improve the semiconductor unit is also the cover plate inside with a Equipped cavity, which is filled with a clay-like mass.

Das Halbleiterelement ist somit mit der Leiterplatte unlösbar verbunden.The semiconductor element is thus permanently connected to the circuit board.

Es kann nun jedoch notwendig werden, diese festverbundenen Elektronikbauteile aufgrund einer nur beschraffinkten Lebensdauer oder zu geringen Langzeitstabilität ihrer elektrischen Werte austauschen zu müssen. Eine reibungslose unkomplizierte Auswechselung ist aber nur dann gegeben, wenn die Anschlußkontakte der Bauteile mit den zugehörigen Anschlüssen auf der Platine nicht stoffschlüssig, sondern mechanisch verbunden sind. Stoffschlüssige Verbindungen sind zudem mit dem Nachteil behaftet, daß sie relativ schwierig zu lösen sind und anfallende Reparaturarbeiten meist nur von Fachleuten ausgeführt werden können; Bauteile, deren elektrische Kontaktierung auf rein mechanischem Wege bewerkstelligt ist, können dagegen rasch und billig ausgetauscht werden.However, it may now be necessary to use these firmly connected electronic components due to an only limited service life or insufficient long-term stability having to exchange their electrical values. A smooth uncomplicated Replacement is only given if the connection contacts of the components with the associated connections on the circuit board, not materially, but mechanically are connected. Cohesive connections also have the disadvantage that that they are relatively difficult to solve and that repair work is usually only necessary can be carried out by professionals; Components, their electrical contact is done in a purely mechanical way, on the other hand, can be exchanged quickly and cheaply will.

Nun soll gerade auf dem Uhrensektor aus Billigkeits- und Zeitgründen eine rasche Auswechselbarkeit eines defekten Bauteils gewährleistet sein; ein solches Bauteil soll im vorliegenden Fall eine komplette Anzeigeeinrichtung, nämlich eine Flüssigkristallanzeigeeinheit sein.Now it is supposed to be in the watch sector for reasons of cheapness and time a quick interchangeability of a defective component can be guaranteed; such a In the present case, the component is intended to be a complete display device, namely a Be liquid crystal display unit.

Das als Stand der Technik beschriebene Verfahren, die unlösbare elektrische Verbindung von Halbleitereinheiten mit einer Leiterplatte, kann aus den vorgesagten Gründen daher nicht für die Kontaktierung einer Flüssigkristallanzeigeeinheit verwendet werden.The method described as prior art, the unsolvable electrical Connection of semiconductor units with a printed circuit board, can from the foregoing Reasons therefore not used for the contacting of a liquid crystal display unit will.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Kontaktanordnung so zu gestalten, daß eine rasche Auswechselbarkeit eines defekten elektrischen Bauteils, nämlich einer Flüssigkristallanzeigeeinheit, möglich ist, daß die auswechselbaren Bauteile in Großserien hergestellt werden können und diese im Fachhandel für etwaige Reparaturen vorrätig sind. Die elektrische Verbindung der Anschlußkontakte eines Bauteils mit den Leiterbahnen einer Platine soll dabei durch rein mechanische Verbindungstechniken erfolgen.The object of the invention is therefore to design a contact arrangement in such a way that that a quick interchangeability of a defective electrical component, namely a liquid crystal display unit, it is possible that the replaceable components can be produced in large series and this in specialist shops for any repairs are in stock. The electrical connection of the connection contacts of a component with the conductor tracks of a circuit board should be made by purely mechanical connection techniques take place.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in Anspruch 1 gekennzeichneten Merkmale gelöst.According to the invention, this object is characterized by what is stated in claim 1 Features solved.

Um eine elastische Kontaktierung zu erreichen, können die Gegenelektroden am Umfang der Aufnahmeöffnung mit einer elastischen Masse, beispielsweise Silikonkautschuk, einzeln oder in durchgehendem Band, hinterlegt werden, wobei der Querschnitt dieser Masse so gestaltet und bemessen sein muß, daß bei Druckausübung das seitliche Ausweichen sehr klein gegenüber der Auslenkung in Druckrichtung ist und daß keine Längenänderung und kein Abreißen der Gegenelektrode von der Platine auftreten kann. Querschnittsformen können dabei sehr flache Kreisabschnitte, Dreiecke oder Trapeze sein.In order to achieve elastic contact, the counter electrodes on the circumference of the receiving opening with an elastic mass, for example silicone rubber, individually or in a continuous band, the cross-section of this The mass must be designed and dimensioned in such a way that when pressure is exerted, it can move sideways is very small compared to the deflection in the pressure direction and that no change in length and no tearing of the counter electrode from the board can occur. Cross-sectional shapes can be very flat circle segments, triangles or trapezoids.

Es wäre aber auch möglich, die Anschlußbahnen als eine ununterbrochene Kontaktbahn auszubilden, indem man einen elastischen, leitfähigen Kleber auf die Kontaktierungsplatine aufbringt.But it would also be possible to use the connecting tracks as an uninterrupted one Form contact track by applying an elastic, conductive adhesive to the Contacting board applies.

Die an der Unterseite der Trägerplatte angeordnete Abschlußplatte ist vorzugsweise räumlich rechteckig ausgebildet; um eine form- und kraftschlüssige Verbindung zwischen Kontaktierungsplatte und Trägerplatte herzustellen, muß dann die Aufnahmeöffnung ebenfalls räumlich rechteckig ausgeführt und in ihren Abmessungen so toleriert sein, daß sich nach Zusammenfügen der beiden Elemente ein Preßsitz ergibt. Durch diese Maßnahmen ist gewährleistet, daß die Kontaktbahnen der beiden Elemente deckungsgleich übereinander zu liegen kommen, eine Verdrehung der Kontaktbahnen ausgeschlossen ist und eine weitgehende Sicherheit gegen Abheben eines oder mehrerer Kontakte von der jeweiligen Kontaktstelle bei Erschütterungen gegeben ist.The end plate arranged on the underside of the carrier plate is preferably spatially rectangular; a form-fitting and force-fitting Establish connection between the contacting plate and the carrier plate must then the receiving opening is also designed to be spatially rectangular and its dimensions be tolerated so that after joining the two elements, a press fit results. These measures ensure that the contact paths of the two Elements come to lie congruently on top of each other, a twisting of the contact tracks is excluded and an extensive security against withdrawal of one or more Contact from the respective contact point is given in the event of vibrations.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.In the following the invention is illustrated with reference to one in the drawing Embodiment explained in more detail.

Es zeigen: Fig. 1 eine perspektivische Ansicht der Trägereinheit, Fig. 2 eine perspektivische Ansicht der Kontaktierungsplatte.1 shows a perspective view of the carrier unit, Fig. 2 is a perspective view of the contacting plate.

Fig. 1 zeigt als Bestandteil der Flüssigkristallanzeigeeinrichtung die Trägerplatte 1, die als Glasplatte oder eine annähernd die gleichen optischen Eigenschaften aufweisende durchsichtige Kunststoffplatte ausgeführt ist.Fig. 1 shows as part of the liquid crystal display device the carrier plate 1, which as a glass plate or approximately the same optical Properties having transparent plastic plate is executed.

Mit der Unterseite 2 der Trägerplatte 1 ist die Abschlußplatte 3 der Flüssigkristallanzeigeeinheit 4 - im folgenden LCD-Einheit benannt - fest verbunden. Diese Abschlußplatte 3 ist räumlich rechteckig ausgeführt und aus Glas oder transparentem Kunststoff hergestellt. Bei der LCD-Einheit handelt es sich um eine übliche 7-Segmentanordnung, bei der mehrere Ziffern nebeneinander angeordnet sind, wobei der Einfachheit halber in Fig. 1 jedoch nur eine einzige dargestellt ist. Die Anzeigesegmentelektroden 5 sind auf den einander zugekehrten Flächen der Trägerplatte 1 und Abschlußplatte 3 als dünne Schichten, meist Zinnoxid, aufgetragen und je nach Anwendungsfall transparent, teildurchlässig oder als Spiegel reflektierend ausgebildet. Dazwischen befindet sich eine dünne Schicht kristalliner Flüssigkeit. Von den Anzeigesegmentelektroden führen Kontaktbahnen 6 seitlich parallel in genau festgelegten Abständen zum Rand der Trägerplatte heraus. Zwischen der Abschlußplatte 3 und der Trägerplatte 1 befinden sich - in der Zeichnung nicht sichtbar - noch als schmale Streifen ausgebildet Abstandsfolien, die zur Begrenzung der kristallinen Flüssigkeit einerseits und der Abstandshaltung zwischen Abschlußplatte und Trägerplatte andererseits dienen.With the bottom 2 of the support plate 1, the end plate 3 is the Liquid crystal display unit 4 - hereinafter referred to as LCD unit - firmly connected. This end plate 3 is spatially rectangular and made of glass or transparent Made of plastic. The LCD unit is a common 7-segment arrangement, in which several digits are arranged side by side, for the sake of simplicity in Fig. 1, however, only a single one is shown. The display segment electrodes 5 are on the facing surfaces of the support plate 1 and end plate 3 as thin layers, mostly tin oxide, applied and transparent depending on the application, partially transparent or reflective as a mirror. In between is located a thin layer of crystalline liquid. From the display segment electrodes lead contact tracks 6 laterally parallel at precisely defined distances to the edge the carrier plate. Located between the end plate 3 and the carrier plate 1 - not visible in the drawing - spacer foils are still in the form of narrow strips, those to limit the crystalline liquid on the one hand and to maintain the spacing serve between the end plate and support plate on the other hand.

In Fig. 2 ist eine Kontaktierungsplatte 7 aus isolierendem Material dargestellt, in der eine rechteckige Aufnahmeöffnung als Durchgangsloch ausgebildet ist. Diese Aufnahmeöffnung wird gemeinsam mit der Umfangsform der Kontaktierungsplatte in einem Arbeitgang gefertigt. Von den beiden längsseitigen Kanten 9, 10 der Kontanktierungsplatte bis zur Ringfl.iche reichend sind in üblicher Weise Anschlußbahnen 11 angebracht. In der Nähe der Längskanten 12, 13 der Aufnahmeöffnung 8 wird als durchgehendes Band eine elastische Masse 14, beispielsweise Silikonkautschuk, aufgebracht. Uber diese elastische Masse werden, von den Längskanten 12, 13 der Aufnahmeöffnung ausgehend - bis über die Innenenden 15 der Anschlußelektroden 11 reichend -Gegenelektroden 16 in kongruenter Anordnung zu den Kontaktbahnen 6 der Trägerplatte 1 in einem üblichen Verfahren, wie Siebdruck oder Aufdampfen, aufgebracht. Zusätzlich kann eine galvanische Verstärkung der Gegenelektroden 16 durch weitere Aufbringung einer Metallschicht erfolgen, wobei das Material so zu wählen ist, daß sich keine elektrochemischen Elemente bilden. Grundsätzlich sind hier mehrere Schichten denkbar, wie z. B. billiges Kupfer mit Goldauflage. Im einfachsten Fall können die Gegenelektroden aber auch aus Folien ausgeschnittene Metallstreifen sein.In Fig. 2, a contacting plate 7 is made of insulating material shown, in which a rectangular receiving opening is formed as a through hole is. These The receiving opening is shared with the circumferential shape of the Contacting plate manufactured in one operation. From the two long sides Edges 9, 10 of the contact plate reaching up to the ring area are more common Way connecting tracks 11 attached. In the vicinity of the longitudinal edges 12, 13 of the receiving opening 8 is an elastic mass 14, for example silicone rubber, as a continuous band, upset. About this elastic mass, of the longitudinal edges 12, 13 of the Starting from the receiving opening - up to the inner ends 15 of the connection electrodes 11 Reaching counter-electrodes 16 in a congruent arrangement to the contact tracks 6 of the Carrier plate 1 applied in a conventional process, such as screen printing or vapor deposition. In addition, a galvanic reinforcement of the counter-electrodes 16 by further Apply a metal layer, the material being selected so that no electrochemical elements are formed. Basically there are several layers here conceivable, such as B. cheap copper with gold plating. In the simplest case, the Counter electrodes can also be metal strips cut out of foils.

Die Funktion der in den Figuren 1 und 2 dargestellten Teilelemente der Kontaktanordnung wird im folgenden beschrieben.The function of the sub-elements shown in FIGS. 1 and 2 the contact arrangement is described below.

Die räumlich rechteckig ausgebildete, an der Unterseite 2 der Trägerplatte 1 angeordnete Abschlußplatte 3 der LCD-Einheit wird in die querschnittsmäßig gleich ausgebildete Aufnahmeöffnung 8 der Kontaktierungsplatte 7 eingeschoben, so daß die auf den beiden Platten 1, 7 einander zugeordneten Kontaktbahnen 6, 16 deckungsgleich, gegen axiale Verdrehung und Verschiebung gesichert, elastisch aufeinander zu liegen kommen.The spatially rectangular shape on the underside 2 of the carrier plate 1 arranged end plate 3 of the LCD unit is the same in cross-section formed receiving opening 8 of the contacting plate 7 inserted so that the on the two plates 1, 7 mutually associated contact tracks 6, 16 congruent, secured against axial rotation and displacement, to lie elastically on top of one another come.

Eine ausgezeichnete Kontaktierung ist dann gewährleistet, wenn die Kontaktierungsplatte 7 an exponierten Stellen im Gehäuse einer in der Zeichnung nicht dargestellten Uhr aufliegt und der nötige Kontaktierungsdruck von einem außen auf das Gehäuse aufgesetzten Uhrenglas erzeugt wird, wobei bei Aufsetzen dieses Glases die elastische Masse 14 der hinterlegten Gegenelektroden 16 den nötigen Auslenkungsweg in axialer Richtung zuläßt.Excellent contact is guaranteed if the Contacting plate 7 at exposed locations in the housing one in the drawing clock not shown and the necessary contact pressure is generated by a watch glass placed on the outside of the case, with when placed this glass the elastic mass 14 of the deposited counter-electrodes 16 the necessary Allows deflection in the axial direction.

Es wäre aber auch denkbar, daß die Kontaktierungsplatte 7 mit ihrer Unterseite 17 am Uhrenglas anliegt und die auf der Unterseite 2 der Trägerplatte 1 angeordnete Abschlußplatte 3 der LCD-Einheit durch eine Öffnung im Gehäuseboden der Uhr eingeführt wird, so daß nur die Abschlußplatte 3 in ihrer flachenmäßigen Ausbildung mit den im angeregten Zustand leuchtenden Anzeigesegmenten sichtbar ist. Der Kontaktierungsdruck in axialer Richtung wird dann von dem unten auf den Gehäuseboden aufgesetzten und arretierten Verschlußdeckel sowie der in axialer Richtung ausgelenkten elastischen Masse 14 erzeugt.But it would also be conceivable that the contacting plate 7 with its Underside 17 rests against the watch glass and that on the underside 2 of the support plate 1 arranged end plate 3 of the LCD unit through an opening in the housing bottom the clock is inserted so that only the end plate 3 in its flat-like Training with the display segments glowing in the excited state is visible. The contact pressure in the axial direction is then applied from below to the housing base attached and locked cap and the deflected in the axial direction elastic mass 14 generated.

Zum Auswechseln einer nur mit einer beschränkten Lebensdauer behafteten LCD-Einheit muß also nur das Uhrenglas oder der Verschlußdeckel abgenommen und das unbrauchbar gewordene Bauteil durch ein neuwertiges ersetzt werden.To replace one that has only a limited service life LCD unit only has to remove the watch glass or the cover and that Component that has become unusable can be replaced by a new one.

Claims

Patent claims:

Contact arrangement for a liquid crystal display device, consisting of from an insulating carrier plate with contact tracks led out laterally to the edge, further consisting of a Kontakti erungeplatte made of insulating material, in the one of the circumferential shape of the end plate adapted exception opening is formed is, from the edge of which are coupled connecting tracks with further circuit arrangements lead away to the outside, the carrier plate form-fitting with the end plate and can be inserted into the receiving opening of the contacting plate, secured against rotation is, whereby the corresponding contact pairs of carrier and contacting plate come to lie congruently on top of one another, characterized in that the carrier plate (1) Part of a liquid crystal display, which also has one on the underside the carrier plate (1) has attached end plate (3) and between the mutually facing Areas of these two plates (1, 3) - in a manner known per se - one on all sides closed liquid crystal layer and display segment electrodes (5) are that the connecting tracks (11) at least over part of their length as elastically mounted counter-electrodes (16) are formed that continue after insertion of the liquid crystal display into the receiving opening serving as a display field mask (8) of the contacting plate (7), the counter-electrodes spatially assigned to one another (16) of the contacting plate (7) and the contact tracks (6) of the carrier plate (1) come to rest on each other in elastic pressure connection, and that finally Locking means are provided that this pressure connection of the contacts (6, 16) guarantee during every load condition.

2. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that the Counter-electrodes (16) form-fit on one over the entire length of the contact arrangement a band of elastic mass (14) with a constant cross-section rest, so that only one possibility of movement perpendicular to the contacting plate given is.

3. Contact arrangement according to claim 2, characterized in that the Counter electrodes (16) are backed with silicone rubber.

4. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that a elastic, conductive adhesive as a contact track (16, 11) on the contacting plate (7) is applied.

5. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that the Receiving opening (8) in the contacting plate (7) and the end plate (3) of the Liquid crystal display are spatially designed so that after joining the Elements (1, 3, 7) a non-positive connection is available.

6. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that the Receiving opening (8) in the contacting plate (7) and the end plate (3) in their dimensions are tolerated so that after the elements (1, 3, 7) the positive connection is achieved by a press fit.

7. Contact arrangement according to claim 1, characterized in that the Receiving opening (8) in the contacting plate (7) and the end plate (3) of the Liquid crystal displays are rectangular and spatially designed so that after insertion the liquid crystal display (1, 3) in the receiving opening (8) a form-fitting Connection is achieved.

8. Contact arrangement according to one of claims 1, 5 to 7, 9 and 10, characterized in that the receiving opening is designed as a through hole.

9. Contact arrangement according to one of claims 1 and 5 to 8, characterized characterized in that the liquid crystal display device is on the underside of the Support plate (1) is attached and the display surface through the receiving opening (8) protrudes.