JP2008233425A - 平面表示装置検査用のコネクタユニット - Google Patents

Abstract

【課題】液晶表示装置モジュール７を、その駆動入力用ＦＰＣ５を介して検査装置に電気的に接続させるためのコネクタユニットにおいて、設計及び製造が容易で早期に作製することができ、ＦＰＣ５の入力端子部の構成の切り替えに迅速に対応できるものを提供する。
【解決手段】コネクタユニット１０は、バンプ１１が上面に設けられたたコネクタ用プリント配線基板１と、該基板が底面側にネジ止めされたクランプ台板２と、この台板２にヒンジ軸４１及びスプリング４２を介して組み付けられるクランプ可動部３とからなる。クランプ台板２の抜き部２１に、ＦＰＣ５が嵌め込まれると、クランプ可動部３がその先端のゴム３１を介して、ＦＰＣ５の入力端子をバンプ１１に押し付ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置等の平面表示装置を製造する最終的な段階にて、表示パネルに装着されたフレキシブル配線基板（ＦＰＣ）の入力端子部に接続されて、検査用信号等を入力するための検査用のコネクタユニットに関する。

液晶表示装置等の平面表示装置は、薄型、軽量、低消費電力といった特徴を生かして、各種コンピューターや携帯用端末機器等のための画像表示装置として広く用いられている。特には、小型の携帯用テレビから大型の壁掛け用テレビ、小型ノートパソコン及びその他各種携帯情報端末、及び、車載用のカーナビゲーションシステム等のための画像表示装置等にも広く用いられるようになってきた。

以下に、光透過型のアクティブマトリクス型液晶表示装置を例にとり、その構成について簡単に説明する。

一般に、アクティブマトリクス型液晶表示装置は、マトリクスアレイ基板（以下アレイ基板と呼ぶ）と対向基板とが所定の間隔をなすよう近接配置され、この間隔中に、両基板の表層に設けられた配向膜を介して液晶層が保持されて成っている。

アレイ基板においては、ガラス等の透明絶縁基板上に、例えば上層の金属配線パターンからなる信号線と下層の金属配線パターンからなる走査線とが絶縁膜を介して格子状に配置され、格子の各マス目に相当する領域にＩＴＯ(Indium-Tin-Oxide)等の透明導電材料からなる画素電極が配される。そして、格子の各交点部分には、各画素電極を制御するスイッチング素子が配されている。スイッチング素子が薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略称する。）である場合には、ＴＦＴのゲート電極は走査線に、ドレイン電極は信号線にそれぞれ電気的に接続され、さらにソース電極は画素電極に電気的に接続されている。対向基板は、ガラス等の透明絶縁基板上にＩＴＯ等から成る対向電極が配置され、またカラー表示を実現するのであればカラーフィルタ層が配置されて構成されている。

周縁部では、例えば、その一長辺側及び一短辺側において、アレイ基板が対向基板から突き出して、外部からの駆動信号の入力を行うための棚状領域をなしている。これら棚状領域には、信号線や走査線に駆動信号等を入力するための接続パッドが配列される。

周縁部に駆動ＩＣチップを配置し上記接続パッドに入力を行う方式としては、駆動ＩＣチップを搭載した、テープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）と呼ばれる矩形状のフレキシブル配線を棚状領域に実装するＯＬＢ（Outer Lead Bonding）方式、及び、駆動ＩＣチップを棚状領域に直接実装するＣＯＧ（Chip On Glass）方式がある。このような実装にあたり、ＡＣＦ（異方性導電膜）等の導電接続材を介して、ＴＣＰ先端の端子面、または駆動ＩＣチップの下面の端子形成面が、棚状領域に搭載されるとともに、この棚状領域上の接続パッド群と電気的に接続されるのが一般的である。

次に、ＣＯＧ方式を例にとり、平面表示装置の周縁部の典型的な構成について説明する。

比較的サイズの大きい非携帯型の平面表示装置には、次のように複数の駆動ＩＣチップが実装される。平面表示装置の一長辺（Ｘ端辺）側の棚状領域には、信号線に画像信号（データ信号）を入力するための複数の信号線駆動用（Ｘ側）の駆動ＩＣチップが実装され、一短辺（Ｙ端辺）側の棚状領域には、各走査線にＴＦＴの駆動ゲート電圧等を逐次供給するための複数または一つの走査線駆動用（Ｙ側）の駆動ＩＣチップが実装される。

これらＸ側及びＹ側の各駆動ＩＣチップへの信号等の入力には、例えば、Ｘ端辺に沿って配される一つの長尺帯状のフレキシブル配線基板（以降、ＦＰＣと略称する。）を用い、棚状領域に予め形成されたＦＰＣ−ＩＣ間接続用のパターン配線を介して、該ＦＰＣから各駆動ＩＣチップへの入力を行う。

これに対して有効表示領域の対角寸法が６インチ以下といった携帯型の平面表示装置では、一つの細長い駆動ＩＣチップのみが実装されるのが一般的であり、Ｘ端辺側の棚状領域に、一つの駆動ＩＣチップと、一つのＦＰＣの入力端子部とが実装される。

平面表示装置を組み立てるには、例えば、表示パネルを収納または載置した裏面側フレームに、ベゼルカバーがネジ止め等により組み付けられ、これら裏面側フレーム及びベゼルカバーが、表示パネルの周縁部を狭圧するようにして表示パネルを固定する。この組み付けの際、表示パネルが裏面側のフレーム上のリブ状突起等により、所定位置に来るように位置決めされる。また、ベゼルカバーが裏面側フレームに対して適宜位置決めされる。そして、このように位置決めされた状態で、表示パネル及びベゼルカバーが裏面側フレームに対して位置ずれ不能に組み付けられるのである。平面表示装置がバックライト型である場合は、表示パネルの裏面側に面光源装置が配置され、一般には、面光源装置の導光板が裏面側のフレームに収納される。

上記のような平面表示装置を製造する最終的な段階で、ＦＰＣの入力端子部から画像信号等の検査信号を入力して平面表示装置モジュールが正常に動作するかどうかについての検査が行われる。この際、必要に応じて、加熱−冷却サイクル等の耐久性テストや、エージング等の処理が行われ、処理後、または処理中の複数の時点での表示性能の検査が行われる。そのため、検査用のコネクタユニットが種々考案されている（例えば、特許文献１〜２）。
特開２００６−２３５３５８公報

従来、検査用のコネクタユニットとしては、針状またはブレード状のプローブからなるものが一般的であったが、この場合、ＦＰＣの端子に傷を付けるおそれがある他、端子の位置を合わせるための操作に時間と手間がかかるという問題があった。また、コネクタユニットの設計や製造に時間と労力がかかり、コネクタユニットの発注から納入までの納期を短縮することが難しく、また、コストが比較的大きくなってしまうという問題点があった。

また、平面表示装置の品種によりＦＰＣの入力端子部の端子配列構成が異なるため、従来の一般的なコネクタユニットであると、品種切り替えの都度、コネクタユニット全体を交換する必要があった。そのため、中継用ＦＰＣを用いることも提案されているが（上記特許文献１）、この場合、中継用ＦＰＣを配置する寸法だけ、検査装置の寸法が大きくなる等の問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、設計及び製造が容易で早期に作製することができ、ＦＰＣの入力端子部の構成の切り替えに迅速に対応できるとともに、検査の際の工程負担を減らすことができる、平面表示装置検査用のコネクタユニットを提供するものである。

本発明の平面表示装置検査用のコネクタユニットは、表示パネルと、この周縁接続部に出力部が接続された駆動入力用フレキシブル配線基板とからなる平面表示装置の検査のために、該駆動入力用フレキシブル配線基板の入力端子部に、取り外し自在に取り付けられるコネクタユニットであって、一方の端縁に沿って前記入力端子部に接触させるためのバンプが配列され、他方の端縁に沿って検査装置本体に電気的に接続するための接続部が形成されたコネクタ用プリント配線基板と、前記コネクタ用プリント配線基板が底面側から取り外し自在に取り付けられるクランプ台板と、前記クランプ台板に、ヒンジ軸及びスプリングを介して取り付けられるクランプ可動部とからなり、前記クランプ台板は、前記バンプの配列部を開放して、前記入力端子部を受け入れるための抜き部を有し、前記クランプ可動部は、前記入力端子部に当接する箇所に、丸棒状、角棒状または板状のゴム部材を有することを特徴とする。

設計及び製造が容易で早期に作製することができ、ＦＰＣの入力端子部の構成の切り替えに迅速に対応できるとともに、検査の際の工程負担を減らすことができる。

本発明のコネクタユニットの一実施形態について図１乃至４を用いて説明する。図１は全体の分解斜視図であり、図２はバンプ配列部を示す要部平面図であ、また、図３は、圧接部分の模式的な縦断面図である。一方、図４には、駆動入力用ＦＰＣ５と表示パネル本体６とからなる、携帯電話用の液晶表示装置モジュール７がコネクタユニット１０に装着された様子を模式的に示す。

図１に示すように、コネクタユニット１０は、コネクタ用プリント配線基板１と、クランプ台板２と、クランプ可動部３とからなる。樹脂製のクランプ台板２及びクランプ可動部３は、金属製のヒンジ軸４１及びスプリング４２を介して組み合わされて、バネ力でもって挟みこむ一つのクランプ具をなしている。コネクタ用プリント配線基板１は、クランプ台板２に、その底面側から重ねられてネジ止めされている。

コネクタ用プリント配線基板１には、前方の端縁に沿ってバンプ１１が配列されている。図示の例では、左右の端縁から離間され、前方の端縁１ａから少し離された箇所にバンプ１１が帯状に配列されてバンプ配列領域１２をなしている。バンプ配列領域１２を挟む箇所の少し後方には、ネジ止め用の穴１３が設けられる。一方、コネクタ用プリント配線基板１の後方の端縁に沿って、検査装置本体に接続するための検査装置本体側コネクタ部分１４が形成されており、これに検査入力用のフレキシブル配線基板４４が接続されている。

クランプ台板２には、バンプ配列領域１２を開放するように、略コの字状の抜き部２１が設けられている。図示の例で、クランプ台板２は、コネクタ用プリント配線基板１と、ほぼ同一の寸法及び形状を有する矩形状の板であり、ネジ止め用の穴１３に対応する箇所に、矩形柱状の隆起部２２を有する。左右の隆起部２２中には、ネジ止め用の穴１３を挿通したネジ４３を受け入れるナット部２３が、一体に設けられている。また、左右の隆起部２２には、左右方向のヒンジ孔２４が設けられて、ヒンジ軸４１が差し込まれている。なお、ナット部２３は、各隆起部２２中に複数設けられており、寸法の異なる複数種のコネクタ用プリント配線基板１を取り付け可能となっている。

図１の具体例において、コネクタ用プリント配線基板１及びクランプ台板２には、バンプ配列領域１２及び抜き部２１を挟む左右の箇所に、位置合わせ用の小さな孔１５及び２５が設けられており、ネジ止めの際に、所定の位置にネジ止めされるようにする。なお、コネクタ用プリント配線基板１のネジ止め孔１３は、ネジ４３の軸との間に多少の遊びを有している。このように所定の位置関係でネジ止めすることにより、駆動入力用ＦＰＣ５の入力端子部５１（図３）をクランプ台板２の抜き部２１に突き当てるだけで、該入力端子部５１（図３）の各端子が対応するバンプ１１に重ねあわされる。

一方、クランプ可動部３は、前方端より少し離間した箇所に、左右方向のヒンジ孔３４が設けられており、ここに挿通されたヒンジ軸４１を介して、クランプ台板２に組み付けられている。また、ヒンジ軸４１を巻くように取り付けられたスプリング４２から２つのアームが延び、ヒンジ軸４１より後方にて、クランプ可動部３とクランプ台板２との間を引き離すバネ力、すなわち、バンプ配列箇所１２に向かってクランプ可動部３の前方端部を押し付けるバネ力が作用している。

図２に示すように、バンプ配列領域１２にて、バンプ１１は、前後２段に、かつ前後間で互い違いとなるよう（千鳥状）に配列されるとともに、後方の段で、バンプ１１の数が一つ多い。すなわち、バンプ配列領域１２の両端には、左右いずれも後方の段のバンプ１１が位置する。

千鳥状の配列は、駆動入力用ＦＰＣ５の入力端子の配列に合わせたものであるが、後方の段で一つバンプ１１が多いのは、偶数個の端子が「右上がり千鳥配列」をとる場合と、偶数個の端子が「右下がり千鳥配列」を取る場合とのいずれにも対応できるようにするものである。「右上がり千鳥配列」とは、左から右へと向かって、前方の段の端子から始まり後方の段の端子で終わる配列である。また、「右下がり千鳥配列」とは、左から右へと向かって、後方の段の端子から始まり前方の段の端子で終わる配列である。携帯電話用の液晶表示装置の場合を例にとると、一の典型例では、駆動入力用ＦＰＣ５の入力端子の数が４０個であり、これに対応するバンプ配列部１２のバンプ１１の数は４１個である。入力端子の数が６０個である他の一の典型例では、バンプ１１の数が６１個である。

なお、図示の具体例において、各バンプ１１は、長円状、すなわち小判型ないしレーストラック状である。このような形状であると、なるべく面積の大きいバンプを狭い区間内に配列させる上で特に遊離である。しかし、バンプ１１は、円形等であっても良い。バンプ１１は、好ましくは、ＩＣチップ等のバンプと同様の金バンプであり、銅等からなる矩形状のパターンをベースに金層を成長させる方法によって作製される。

寸法構成の一具体例において、各バンプ１１は、前後方向の寸法が４５０μｍで左右方向の寸法が１５０μｍ、突出寸法（高さ）が８０μｍである。寸法構成の他の具体例において、各バンプ１１は、円形状であり、前後方向及び左右方向の寸法が１００μｍ、突出寸法（高さ）が６０μｍである。また、左右方向におけるバンプ１１の配列ピッチＰ１（前後方向の中心線間の距離）が３００μｍ、バンプ１１の前後の段の間の、中心線間のピッチＰ２（前後方向の位置ズレの大きさ）は、７００μｍである。なお、対応する入力端子部５１の端子は、左右方向及び前後方向のピッチＰ１及びＰ２が、バンプ１１の場合と同一であり、各端子の寸法がバンプ１１の寸法よりも一回り大きい。すなわち、バンプ１１は、各端子の中心部に当接するように設計されている。

次に、図３を用いて、コネクタユニットの圧接部分について、さらに説明する。図３中に示すように、クランプ可動部３の先端部には、バンプ配列領域に１２にほぼ対応する寸法及び平面形状をなすように、ゴム３１が取り付けられている。ゴム３１は、図示の例で、垂直方向の断面が扁平な矩形状である。しかし、断面が円形、楕円形、または、正方形に近い矩形状などであっても良い。

このようなゴム３１の存在により、各バンプ１１に対して、ほぼ均等な圧力を加えることができる。しかも、バネ４２の力によって押し当てるだけで、ほぼ均等な圧力を加えることができることから、検査の工程負担を最小限としつつ、確実な検査を行うことができる。また、駆動入力用ＦＰＣ５の入力端子部５１に、局部的に過度の力が加わることも防止されている。

次に、図４を用いて、複数のコネクタユニット１０が一つの検査用テーブル８上に取り付けられ、複数の液晶表示装置モジュール７が装着された様子を模式的に示す。なお、複数のコネクタユニット１０の一部のものには、端子配列変換用ＦＰＣ１６が備えられており、コネクタ用プリント配線基板１の検査装置本体側コネクタ部分１４が、端子配列変換用ＦＰＣ１６を介して、検査装置本体側のソケット部８１に電気的に接続されている。

端子配列変換用ＦＰＣ１６は、液晶表示装置モジュール７ごとに特定の信号入力に関連した端子の位置が異なるといったことに対応するために、入力端子部と出力端子部との間で、端子の位置を変換するように構成されたものである。

例えば、Ａ信号入力端子、Ｂ信号入力端子、及びＣ信号入力端子がこの順で配列されているのが標準配列構成である場合に、検査装置本体側の接続部８１は、これと同一の順で端子が配列されている。これに対して、Ａ信号入力端子、Ｃ信号入力端子、及びＢ信号入力端子がこの順で配列されている液晶表示装置モジュール７について検査を行う際には、Ｂ信号入力端子とＣ信号入力端子との位置を入れ替える端子配列変換用ＦＰＣ１６を用いるのである。このようにして、検査装置本体側の接続部８１を、種々の入力端子構成を有する液晶表示装置モジュール７間で、共用することが可能になっている。

上記においては、液晶表示装置の場合を例にとり説明したが、有機ＥＬ素子からなる平面表示装置等であっても同様である。

本発明の実施形態になるコネクタユニットの分解斜視図である。 図１のコネクタユニットのバンプ配列部を示す要部平面図である。 図１のコネクタユニットの圧接部分の模式的な縦断面図である。 複数のコネクタユニットが一つの検査用テーブル上に取り付けられ、表示パネル本体が、ＦＰＣの入力端子部の箇所を通じてコネクタユニットに装着された様子を模式的に示す平面図である。

符号の説明

１ コネクタ用プリント配線基板 １０ コネクタユニット １１ バンプ
１２ バンプ配列領域 １３ ネジ止め用の穴
１４ 検査装置本体側コネクタ部分 １５ 位置合わせ用の小孔
１６ 端子配列変換用ＦＰＣ ２ クランプ台板 ２１ 抜き部
２２ 矩形柱状の隆起部 ２３ ナット部 ２４ ヒンジ孔
２５ 位置合わせ用の小孔 ３ クランプ可動部 ３１ ゴム
３４ ヒンジ孔 ４１ ヒンジ軸 ４２ スプリング
４３ ネジ ５ 駆動入力用ＦＰＣ ５１ 入力端子部
６ 表示パネル本体 ７ 液晶表示装置モジュール
８ 検査用テーブル ８１ 検査装置本体側のソケット部

Claims (4)

1. 表示パネルと、この周縁接続部に出力部が接続された駆動入力用フレキシブル配線基板とからなる平面表示装置の検査のために、該駆動入力用フレキシブル配線基板の入力端子部に、取り外し自在に取り付けられるコネクタユニットであって、
   一方の端縁に沿って前記入力端子部に接触させるためのバンプが配列され、他方の端縁に沿って検査装置本体に電気的に接続するための接続部が形成されたコネクタ用プリント配線基板と、
   前記コネクタ用プリント配線基板が底面側から取り外し自在に取り付けられるクランプ台板と、
   前記クランプ台板に、ヒンジ軸及びスプリングを介して取り付けられるクランプ可動部とからなり、
   前記クランプ台板は、前記バンプの配列部を開放して、前記入力端子部を受け入れるための抜き部を有し、前記クランプ可動部は、前記入力端子部に当接する箇所に、丸棒状、角棒状または板状のゴム部材を有することを特徴とする平面表示装置検査用のコネクタユニット。
2. 前記バンプは、前後で互い違いになるように２段に配列され、一方の段のバンプの数が他方の段のバンプの数より１個多く、該一方の段のバンプが左右両端に位置することを特徴とする請求項１のコネクタユニット。
3. 前記クランプ台板には、前記コネクタ用プリント配線基板として、寸法の異なるものを切り替えてネジ止めできるように、複数種の寸法構成に対応したネジ穴が設けられていることを特徴とする請求項１のコネクタユニット。
4. 前記コネクタ用プリント配線基板が、端子配列変換用のフレキシブルプリント配線基板を介して前記検査装置本体に接続されることを特徴とする請求項１のコネクタユニット。

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