JP2005101187A

JP2005101187A - フレキシブル配線基板、液晶装置、電気光学装置および電子機器

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Publication number: JP2005101187A
Application number: JP2003331690A
Authority: JP
Inventors: Osamu Eda; 修江田; Kazuhiro Naito; 和宏内藤; Yoichi Fujikawa; 洋一藤川
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-24
Filing date: 2003-09-24
Publication date: 2005-04-14

Abstract

【課題】電子部品の端子の取り付け位置を精確に行うことが可能なフレキシブル配線基板を提供することを目的とする。
【解決手段】可撓性を有する基材の表面に、電子部品の配置位置に形成されるランド５３と、ランド５３に接続される配線パターン５２ａとが形成され、ランド５３を含む周辺領域に開口部５５が設けられた保護膜で配線パターン５２，５２ａが形成された基材表面を覆ってなるフレキシブル配線基板４１であって、ランド５３は、電子部品の端子の幅と等しい幅を有するとともに、保護膜に覆われていない部分で配線パターン５２ａが形成される位置以外の位置から保護膜に到達するように形成されるダミーの配線パターン５２ｂ，５２ｄを有することを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、フレキシブル配線基板と、このフレキシブル配線基板を用いた液晶装置および電気光学装置、並びに電子機器に関するものである。

携帯電話器やＰＤＡ（Personal Digital Assistants）などの携帯情報端末には、液晶装置が使用されている。従来の液晶装置は、一対のパネル基板を、電極を配した面を互いに向き合わせてシール材で貼り合わせ、その中に液晶を封入した液晶パネルと、この液晶パネルの裏面に配置された導光板と、導光板の側方に位置するように配されたＬＥＤ（Light-Emitting Diode）などの発光素子と、液晶パネルの電極に電流を注入するための駆動回路などが実装されたフレキシブル配線基板と、を有して構成される。ここで、ＬＥＤなどの発光素子も、フレキシブル配線基板に実装され、導光板の側方に位置するように配置される。

図１０は、発光素子を実装したフレキシブル配線基板の一部を示す底面図である。図１０には示されていないが、液晶パネル全体に光を照射することができるように、発光素子が配置される液晶パネルの幅に応じて、複数の発光素子が一列に配列されている。フレキシブル配線基板２００は、可橈性の基材上に配線パターン２０１が形成されている。この配線パターン２０１のうち、発光素子などの電子部品２１０を実装する配線パターン２０１は、電子部品２１０の端子２１１よりも大きい配線幅を有するように形成されており、特にランド２０２と呼ばれる。また、通常、実装される電子部品２１０と電気的な接続が行われるランド２０２が露出するように開口部が設けられた絶縁性のフィルムなどのカバーレイで基材表面が覆われている。そして、この露出したランド２０２部分に電子部品２１０の端子２１１を配置して、半田などで電気的および物理的に固定するようにしている。図１０に示されるように、従来のフレキシブル配線基板２００のランド２０２は、電子部品２１０の端子２１１のフレキシブル配線基板２００への接続面の寸法に比して大きい寸法を有するように、また、カバーレイの開口部２０３に比して大きい寸法を有するように、形成されている。また、カバーレイの開口部２０３は、電子部品２１０の端子２１１の接続面の寸法に比して大きい寸法を有するように形成されている（たとえば、特許文献１参照）。

特開２００１−１１１１８１号公報（図１）

しかしながら、電子部品として発光素子を実装する場合に、従来のフレキシブル配線基板２００におけるランド２０２の寸法およびカバーレイの開口部２０３の寸法は、発光素子２１０の端子２１１の接続面の寸法に比して大きいために、その取り付け位置の位置ずれが生じてしまうという問題点があった。具体的には、図１０に示されるように、発光素子２１０の端子２１１の発光方向における長さを端子幅とし、ランド２０２のカバー層に覆われていない部分（すなわち、カバーレイの開口部２０３）の同じ方向における長さを実装ランド幅とすると、実装ランド幅と端子幅との長さの差ｄ₁＋ｄ₂の分だけ発光素子２１０の取り付け位置が変動する可能性がある。これによって、たとえば、液晶装置においては、液晶パネル全体に光を照射するための発光素子の発光方向の位置が規定値に比べて約０．３ｍｍずれただけで、液晶パネルの明るさが１〜２割低くなってしまうという問題点があった。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、電子部品の端子の取り付け位置を精確に行うことが可能なフレキシブル配線基板と、このフレキシブル配線基板を用いた液晶装置および電気光学装置と、これらの液晶装置および電気光学装置を用いた電子機器を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明のフレキシブル配線基板は、可撓性を有する基材の表面に、電子部品の配置位置に形成されるランドと、該ランドに接続される配線パターンとが形成され、前記ランドを含む周辺領域に開口部が設けられた保護膜で前記配線パターンが形成された基材表面を覆ってなるフレキシブル配線基板であって、前記ランドは、前記電子部品の端子の幅と等しい幅を有するとともに、前記保護膜に覆われていない部分で前記配線パターンが形成される位置以外の位置から前記保護膜に到達するように形成されるダミーの配線パターンを有することを特徴とする。これにより、フレキシブル配線基板に電子部品を実装する場合の電子部品の実装位置の位置合わせが一層正確に行われるとともに、保護膜内に収まるランドの端部がダミーの配線パターンによって、保護膜と基材との間で挟まれて固定される。その結果、取り付け位置の精度が求められる電子部品を精度よくフレキシブル配線基板に実装することができ、また、フレキシブル配線基板が応力を受けた場合でも、開口部に存在するランドの位置が基材から剥がれてしまうことを防ぐことができるという効果を有する。

また、本発明の好ましい態様によれば、上記の発明において、前記ランドは、前記ランドに接続される一の配線パターンを分岐した複数の配線パターンと接続されることを特徴とする。これにより、配線パターンが複数に分岐された後に１つのランドに接続される。そして、ランドに接続される複数の配線パターンのうちいずれかが切断された場合でも、いずれかの配線パターンがランドに接続されている確率が高くなる。その結果、フレキシブル配線に加えられる応力によってランドに接続されるすべての配線パターンが切断される確率を低下させることができるという効果を有する。

また、本発明の好ましい態様によれば、上記の発明において、前記ランドに接続される複数の配線パターンのうち、前記電子部品の配置位置の精度が求められる方向に形成される配線パターンの配線幅を、該配線パターンと交差する方向に形成される他の配線パターンの配線幅よりも細くすることを特徴とする。これにより、半田などの接続部材を用いて、電子部品と配線パターンとを電気的および物理的に接続する場合に、接続部材は配線パターンの大きい方により多い量が使用され、接続部材が溶融状態となったときに、接続部材の量が多い方の表面張力に電子部品が引きずられる。その結果、配線パターンの配線幅の細い方には、溶融状態の接続部材によって電子部品が引きずられることがないので、電子部品の実装時における配置位置の精度をさらに高めることができるという効果を有する。

また、本発明にかかる液晶装置は、液晶表示機能を有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの一方の面上に配置される導光板と、前記液晶表示パネルへのバックライトとして機能させるために前記導光板に光を与える発光素子を備え、前記液晶表示パネルに固着される上記の発明に記載のフレキシブル配線基板と、前記導光板の前記液晶表示パネルと対向する面上に配置され、前記発光素子が与える前記導光板に導かれた光を反射させる反射部材と、を有することを特徴とする。これにより、導光板に光を与える発光素子が上記の発明におけるフレキシブル配線基板上に精度よく実装される。その結果、発光素子の発光方向への配置位置のずれによる液晶装置の光強度の低下を抑えることができるという効果を有する。また、発光素子の発光方向への配置位置がずれた液晶装置が製造されてしまうことを防ぐことができるという効果を有する。

また、本発明にかかる電気光学装置は、電気光学物質を有するパネルと、該パネルに固着される上記の発明に記載のフレキシブル配線基板と、を有することを特徴とする。これにより、導光板に光を与える発光素子が上記の発明におけるフレキシブル配線基板上に精度よく実装される。その結果、発光素子の発光方向への配置位置のずれによる電気光学装置の光強度の低下を抑えることができるという効果を有する。また、発光素子の発光方向への配置位置がずれた電気光学装置が製造されてしまうことを防ぐことができるという効果を有する。

また、本発明にかかる電子機器は、上記の発明に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする。これにより、発光素子の発光方向への配置位置のずれによる光強度の低下が抑制された電子機器が提供され、電子機器の表示品質を向上することができる。

以下に添付図面を参照して、本発明にかかるフレキシブル配線基板と、液晶装置、電気光学装置および電子機器の好適な実施例を詳細に説明する。なお、これらの実施例により本発明が限定されるものではない。

図１は、本発明にかかる液晶装置の外観を示す斜視図である。なお、この図１では、液晶表示パネル２の背面側からの外観を示している。液晶装置１は、液晶表示パネル２と、液晶表示パネル２に接続されたフレキシブル配線基板３と、バックライトユニット４とを有する。

液晶表示パネル２は、第１のパネル基板２１と第２のパネル基板２２とが図示しないシール材を介して貼り合わせられ、貼り合わされた２つのパネル基板２１，２２内に図示しない液晶を封入して構成される。第１と第２のパネル基板２１，２２の液晶が封入される側の表面には、液晶を制御するための図示しない電極がマトリクス状に形成されている。第２のパネル基板２２は、第１のパネル基板２１に対して一方の側に張り出した張出領域２３を有している。この張出領域２３上（図１では張出領域２３の第１のパネル基板２１側の面上）には、図示されていないが、第１のパネル基板２１に形成された電極に接続される駆動回路と、第２のパネル基板２２に形成された電極に接続される駆動回路とが設けられている。

第１のフレキシブル配線基板３は、その一方の縁端部の近傍が両面テープなどによって第２のパネル基板２２の張出領域２３内に接合され、他方の縁端部が液晶表示パネル２の背面のバックライトユニット４側に至るように折り曲げられるように可撓性を有する。この図１には、折り曲げた状態が示されていないが、他の一方の縁端部の近傍は両面テープなどによって後述する反射シート４３に接合される。

バックライトユニット４は、液晶表示パネル２の第２のパネル基板２２側に設けられ、レーザダイオードなどの発光素子４４を実装する第２のフレキシブル配線基板４１と、発光素子４４からの光を導く導光板４２と、導光板４２の第２のパネル基板２２と対向する面上に貼り合わされる反射シート４３と、を含んで構成される。第２のフレキシブル配線基板４１上には、複数の発光素子４４が、その発光面を導光板４２の第２のパネル基板２２の張出領域２３側の側面と対向するように、一列に配置される。この第２のフレキシブル配線基板４１は、第２のパネル基板２２の張出領域２３の導光板４２が設けられる側に両面テープなどによって固定される。

図２は、本発明にかかるフレキシブル配線基板の実施例を示す要部平面図であり、図３は、図２におけるＡ−Ａ断面図である。これらの図２と図３は、図１の液晶装置１における第２のフレキシブル配線基板４１のうち発光素子４４が実装される周辺部分を示している。第２のフレキシブル配線基板４１は、可撓性を有し絶縁性の材料からなる基材５１上に、発光素子４４を含む電子部品を配置して作動させるための配線パターン５２が導電性の材料によって形成されて、構成されている。この配線パターン５２のうち、電子部品を実装するために、電子部品の端子の大きさに合わせて形成された配線パターン５２を特にランド５３という。そして、電子部品が実装されるランド５３と、このランド５３周辺の配線パターン５２の一部とが露出されるように開口部５５を有する、絶縁性のフィルムから構成され保護膜として機能するカバーレイ５４が基材５１上に形成される。

図４は、図２のフレキシブル配線基板に発光素子を実装した状態を示す図であり、発光素子４４が実装される面とは反対側の底面から見た状態を示している。本発明のフレキシブル配線基板では、発光素子４４を載せるランド５３の発光素子４４の発光方向における長さをランド幅Ｄ₁（図２参照）とすると、このランド幅Ｄ₁を発光素子４４の端子幅Ｄ₂（図４参照）と等しくすることを特徴とする。また、ランド５３は、少なくとも発光素子４４の発光方向においてカバーレイ５４と重なることはない。これによって、第２のフレキシブル配線基板４１に発光素子４４を実装する場合に、発光素子４４の発光方向の位置合わせを一層精確に行うことが可能となる。

また、本発明のフレキシブル配線基板では、カバーレイ５４によって覆われておらず、配線パターン５２ａ，５２ｃが形成されていないランド５３の位置から、カバーレイ５４に覆われる位置まで、ダミーの配線パターン５２ｂ，５２ｄが形成されることも特徴とする。たとえば、図２や図４に示されるカバーレイの開口部５５内にランド５３が収まってしまう例では、ランド５３に接続される配線パターン５２ａ，５２ｃの接続位置とは異なる位置に、図２や図４の場合ではこれらの配線パターン５２ａ，５２ｃが形成される位置に、対向する位置にダミーの配線パターン５２ｂ，５２ｄが形成される。これによって、ランド５３から伸びる配線パターン５２ａ，５２ｃとダミーの配線パターン５２ｂ，５２ｄが、基材５１とカバーレイ５４とで挟まれることになる。その結果、たとえば、発光素子４４の発光方向や第２のフレキシブル配線基板４１内の発光方向に垂直な方向に曲げ応力が加えられた場合でも、配線パターン５２ａ，５２ｃやダミーの配線パターン５２ｂ，５２ｄがおさえとなってランド５３が基材５１から剥がれ難くなる。

さらに、本発明では、図２と図４の発光素子４４が形成されるランド５３において、このランド５３に接続される一本の配線パターン５２を２つの配線パターン５２ａ，５２ｃに分岐させて、ランド５３と配線パターン５２ａ，５２ｃとの接合部が２つとなるように形成することを特徴とする。これによって、第２のフレキシブル配線基板４１の型枠からの打ち抜き時や配置時などで第２のフレキシブル配線基板４１に応力がかかり、いずれか一方の配線パターン５２ａ，５２ｃが断線した場合でも、他方の配線パターンが発光素子４４との電気的接続を保ち、一方の配線パターンの断線による影響を回避することができる。また、第２のフレキシブル配線基板４１に応力がかかっても発光素子４４が実装されるランド５３に接続される配線パターンが断線する虞がない場合には、ランド５３に接続される配線パターン５２を分岐せずに、図５に示されるように、単にダミーの配線パターン５２ｅを余分に設けるようにしてもよいし、ランド幅Ｄ₁を発光素子４４の端子幅Ｄ₂と同じ値にしたまま、発光方向とは垂直な方向にカバーレイ５４と重なるまで延長してもよい。ただし、いずれの場合においても、発光素子４４の発光方向に伸びる配線パターン５２ａの配線幅に比して、発光方向とはほぼ垂直な方向であって、半田などで接続をする側の配線パターン５２ｃまたはダミーの配線パターン５２ｅの配線幅（またはランド幅）を太くする必要がある。

図６は、ランドと素子の端子との半田による接続時の様子を模式的に示す図である。たとえば、発光方向に垂直な方向に伸びる配線パターン５２ｃと端子４４ａとを接続する場合において、ほぼ球状の溶融状態の半田６１が端子４４ａとランド５３の接続部付近に形成される。このとき、溶融状態の半田６１の表面張力によって、図中の矢印Ｐの方向に発光素子４４に力が働く。発光方向に伸びる配線パターン５２ａと端子４４ａとを接続する場合においても同様に、ほぼ球状の溶融状態の半田６２の表面張力によって、図中の矢印Ｑの方向に力が働く。この接続時に働く力は、半田の大きさが大きいほど大きくなる。また、半田の大きさは、端子４４ａと、端子４４ａが接続される側に配置される配線パターン５２の配線幅の太さが太いほど大きくなる。たとえば図１〜図６に示される液晶装置１に使用される発光素子４４を有する第２のフレキシブル配線基板４１の場合には、発光方向に垂直な方向に伸びる配線パターン５２ｃの配線幅Ｗ₁を、発光方向に伸びる配線パターン５２ａの配線幅Ｗ₂よりも太くしている（すなわち、半田６１を半田６２よりも大きくしている）。これにより、半田６１，６２をリフロー処理などで処理して発光素子４４と配線パターン５２ａ，５２ｃとを接続する際に、発光方向への移動量を小さくしている。その結果、発光素子４４の発光方向の位置ずれを抑えることが可能となる。

図１に示した液晶装置１の発光素子４４が実装されるフレキシブル配線基板に、このようなフレキシブル配線基板を用いることによって、発光素子４４の発光方向の位置ずれによる液晶表示パネル２での明るさが設計値よりも低くなってしまう現象を抑えることが可能となる。

以上の説明では、発光素子４４を実装する第２のフレキシブル配線基板４１と、液晶を駆動する駆動回路などが実装された第１のフレキシブル配線基板３とを別々に分けて構成した場合を説明した。しかし、たとえば、図１で張出領域２３に貼り付けられた第１のフレキシブル配線基板３の縁端部と対向する縁端部を反射シート４３側に折り曲げて貼り付けたときに、導光板４２の張出領域２３側の側面の所定位置に発光素子４４が位置するように、発光素子４４を第１のフレキシブル配線基板３に設けてもよい。

また、上述した説明では、電子部品として発光素子４４を例に挙げて主に説明したが、フレキシブル配線基板に実装される電子部品であって、その実装位置の精確さを要求される電子部品であればよく、発光素子４４に限られるものではない。この場合、電子部品の端子幅は、実装位置の精確さが要求される方向での端子の長さとし、上記ランド幅は、同じく実装位置の精確さが要求される方向でのランド５３の長さとすればよい。また、フレキシブル配線基板が用いられる装置として液晶装置１を例に挙げたが、電気光学素子として液晶でなく、電気光学効果を示す電気光学素子を用いた電気光学装置にも同様にして適用することができる。

この実施例１によれば、フレキシブル配線基板のランド５３のランド幅を、該ランド５３に実装される電子部品の端子幅と等しくするとともに、このランド５３からカバーレイ５４まで伸びるように配線パターン５２を形成するようにしたので、フレキシブル配線基板４１に電子部品を精確に配置することができるとともに、フレキシブル配線基板４１にかかる応力による反りなどによってランド５３が剥がれ難くなるという効果を有する。

また、電子部品の配置位置のずれを抑制したい方向にランド５３から伸びる配線パターン５２ａの配線幅を、その方向とはほぼ垂直な方向にランド５３から伸びる配線パターン５２ｃの配線幅に比して細くすることで、電子部品の端子と配線パターン５２ａ，５２ｃとの間の半田６１，６２などでの接続時において、配線幅の細い配線パターン５２ａの方向への位置ずれを抑制して一層精確に電子部品を実装することができるという効果も有する。さらに、このような構成によって発光素子４４が実装されたフレキシブル配線基板４１を液晶装置１に使用することによって、導光板４２に導かれる光の強度を設計値とほぼ同じ値とすることができる。また、光の強度の落ちた液晶装置１が作製されてしまうことを抑えることができる。

この実施例２では、実施例１で説明した導光板を有する液晶装置などの電気光学装置を備える電子機器の具体例について説明する。図７〜図９は、それぞれ、この発明にかかる導光板を使用した電気光学装置を備える電子機器の例である。図７は、携帯電話の一例を示す斜視図である。１００は携帯電話本体を示し、そのうち１０１はこの発明の導光板を使用した電気光学装置からなる表示部である。図８は、腕時計型の電子機器の一例を示す斜視図である。１１０は時計機能を内蔵した時計本体を示し、１１１はこの発明の導光板を使用した電気光学装置からなる表示部である。そして、図９は、ワードプロセッサ機やパーソナルコンピュータなどの携帯型情報処理装置の一例を示す斜視図である。この図９において、１２０は携帯型情報処理装置を示し、１２２はキーボードなどの入力部であり、１２４は演算手段や記憶手段などが格納されている情報処理装置本体部であり、１２６はこの発明の導光板を使用した電気光学装置からなる表示部である。

また、このような導光板を使用した液晶装置などの電気光学装置を備える電子機器としては、図７に示される携帯電話、図８に示される腕時計型の電子機器、図９に示される携帯型情報処理装置のほかに、たとえば、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、ビューファインダ型またはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワークステーション、テレビ電話機、ＰＯＳ端末機などを挙げることができる。

以上のように、本発明にかかるフレキシブル配線基板は、素子の実装位置に精確さが求められる場合のフレキシブル配線基板に有用であり、特に、液晶装置などの電気光学装置の光源に使用されるフレキシブル配線基板に適している。

液晶装置の外観を示す斜視図である。本発明のフレキシブル配線基板の要部底面図である。図２のフレキシブル配線基板のＡ−Ａ断面図である。電子部品を実装したフレキシブル配線基板の要部底面図である。ランドと配線パターンの関係の一例を示す図である。ランドと配線パターンの関係の一例を示す図である。電子機器の一例を示す図である。電子機器の一例を示す図である。電子機器の一例を示す図である。従来のフレキシブル配線基板の底面図である。

符号の説明

４１第２のフレキシブル基板、５２，５２ａ，５２ｂ配線パターン、５２ｃ，５２ｄダミーの配線パターン、５３ランド、５５開口部

Claims

可撓性を有する基材の表面に、電子部品の配置位置に形成されるランドと、該ランドに接続される配線パターンとが形成され、前記ランドを含む周辺領域に開口部が設けられた保護膜で前記配線パターンが形成された基材表面を覆ってなるフレキシブル配線基板であって、
前記ランドは、前記電子部品の端子の幅と等しい幅を有するとともに、前記保護膜に覆われていない部分で前記配線パターンが形成される位置以外の位置から前記保護膜に到達するように形成されるダミーの配線パターンを有することを特徴とするフレキシブル配線基板。
前記ランドは、前記ランドに接続される一の配線パターンを分岐した複数の配線パターンと接続されることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板。
前記ランドに接続される複数の配線パターンのうち、前記電子部品の配置位置の精度が求められる方向に形成される配線パターンの配線幅を、該配線パターンと交差する方向に形成される他の配線パターンの配線幅よりも細くすることを特徴とする請求項１または２に記載のフレキシブル配線基板。
液晶表示機能を有する液晶表示パネルと、
前記液晶表示パネルの一方の面上に配置される導光板と、
前記液晶表示パネルへのバックライトとして機能させるために前記導光板に光を与える発光素子を備え、前記液晶表示パネルに固着される請求項１〜３のいずれか１つに記載のフレキシブル配線基板と、
前記導光板の前記液晶表示パネルと対向する面上に配置され、前記発光素子が与える前記導光板に導かれた光を反射させる反射部材と、
を有することを特徴とする液晶装置。
電気光学物質を有するパネルと、
該パネルに固着される請求項１〜３のいずれか１つに記載のフレキシブル配線基板と、
を有することを特徴とする電気光学装置。
請求項５に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子機器。