JP2009158833A

JP2009158833A - フレキシブルプリント配線基板の接続構造

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Publication number: JP2009158833A
Application number: JP2007337741A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiko Hara; 靖彦原
Original assignee: Stanley Electric Co Ltd
Current assignee: Stanley Electric Co Ltd
Priority date: 2007-12-27
Filing date: 2007-12-27
Publication date: 2009-07-16

Abstract

【課題】本発明は、液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板との接続構造を提供する。
【解決手段】相対する面に透明電極が配設された一対の透明基板を備えた液晶表示装置とフレキシブルプリント配線基板とを電気的に接続する接続構造において、前記液晶表示装置は、一方の透明基板の突出部に前記透明電極の複数が整列して配設された入力端子とされ、フレキシブルプリント配線基板は、入力端子の各々と接続する導体配線を含み、導体配線のうち最外側の導体配線は、フレキシブル基板の端部に達する最外部導体配線を含む、フレキシブルプリント配線基板の接続構造により、屈曲した場合であっても断線を抑止した接続構造を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板の接続構造に係り、特に液晶表示素子の駆動信号入力用としてのフレキシブルプリント配線基板の接続構造に関する。

一般に、透明電極を形成した一対の透明基板の間に液晶を封入し、所定の部分に選択的に電界を与えて特定の文字、図形等の情報を表示する液晶表示素子とその駆動装置を内蔵した液晶表示装置が多く実用化されている。そして、この液晶表示装置には、液晶表示素子と、前記液晶表示素子の駆動装置である液晶駆動用ＩＣ等と、両者を間接的に接続する手段として、フレキシブルプリント配線基板が多く用いられている。

図１１は、このようなフレキシブルプリント配線基板と液晶表示素子との接続構造の一例を示すものである。図１１ａが接続状態を示す平面図、図１１ｂは液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板とを分離した平面図、図１２は図１１ａのＡ−Ａ'線に沿う断面図である。
液晶表示素子１は、偏光板２ａ，２ｂと透明基板３ａ，３ｂとを含み、その透明基板３ｂにフレキシブルプリント配線基板４上のＦＰＣ導体配線５が、異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film)６を介して電気的、および機械的に接続されている。

このような液晶表示素子においては、一対の透明基板のうち一方の透明基板３ｂが他方の透明基板３ａに対して平面形状が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板の突出部７には、透明電極が延設されて、複数のパネル端子８とされている。

前記フレキシブル基板４は、そのベース基材の表面に複数のＦＰＣ導体配線５が所定のピッチによって形成されており、一端部はそれぞれ出力端子とされ、他端部はそれぞれ入力端子とされている。なお、図においては液晶表示素子との接続部である出力端子側のみ記載している。

そして、前記フレキシブルプリント配線基板４の各ＦＰＣ導体配線５は、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）６等の導電性に異方性を備えた接着剤を介して前記液晶表示素子のパネル端子８と接続されており、前記各入力端子は、図示しない液晶駆動用ＩＣと電気的に接続されている。

ところで、近年の携帯電話等に代表される液晶表示素子を組み込んだ機器における液晶表示素子１の大画面化、機能拡大、カラー化に伴い、接続するフレキシブルプリント配線基板４に半導体集積回路（ＩＣ）を実装したＣＯＦ（Clip On FPC）基板を採用する例が増加している。また、信号線数の増加に伴い搭載されるドライバＩＣの高密度し接続ピッチが微細化し、それに伴い液晶表示素子１とフレキシブルプリント配線基板４の接続する電極数も増加するので各端子の導体幅が細くなり、微細ピッチの導体配線を形成するためにフレキシブルプリント配線基板４のＦＰＣ導体配線５の幅が細くなってきている。

一方、液晶表示素子を組み込んだ機器の軽量化や薄型化に伴い、筐体と液晶表示素子の隙間も狭くなっており、加えて大画面化されてきていることからフレキシブルプリント配線基板４の厚みが薄くなってきている。また、機器の軽量化・薄型化に伴い、更に筐体の剛性が低下している。

特開平１１−３０７８５号公報

しかしながら、これら従来の液晶表示装置における接続構造では、以下のような問題があった。

機器組立時の様々な方向へのフレキシブルプリント配線基板４の変形やユーザに使用される際の揺動、衝撃などから、フレキシブルプリント配線基板４のＦＰＣ導体配線５の断線による表示不具合が発生する場合がある。特に、フレキシブルプリント配線基板４の側面に傷が生じた場合には、機器組み立て時の屈曲によるストレス等により、傷を起点としてフレキシブルプリント配線基板４の切断が進行し、ついにはＦＰＣ導体配線５が断線する場合が増加する傾向にある。

フレキシブルプリント配線基板４の各出力端子と各パネル端子８との接続工程においては、異方性導電膜６を介して前記各パネル端子８と前記各出力端子とが対向するようにフレキシブルプリント配線基板４を配置し、フレキシブルプリント配線基板４の上面から熱圧着ヘッドにより加熱圧着することにより、フレキシブルプリント配線基板４と突出部７を熱圧着するとともに前記各出力端子と各パネル端子８とを接続する。このとき、フレキシブルプリント配線基板４の上面からの加圧するために、前記各出力端子は前記液晶表示素子１の突出部における前記各出力端子との接続面側の端縁に強く圧接されてしまうことがある。この場合、フレキシブルプリント配線基板４の側面に傷を付けてしまう場合がある。また、端縁の一方が強く圧接され他方が弱くなるので、弱い端縁側においては剥離が生じ易く断線と同様の表示不具合が発生する場合があった。

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、フレキシブルプリント配線基板４の強度の向上を図り、各出力端子等の断線を著しく抑制することができるフレキシブルプリント配線基板の接続構造および液晶表示装置を提供することを目的とする。
また、別の目的として、フレキシブルプリント配線基板４の出力側全面に渡って強固に接着した接続構造を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は以下の手段とした。
すなわち、本発明は、
相対する面に透明電極が配設された一対の透明基板を備えた液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板とを接続する接続構造において、
前記液晶表示素子は、一方の透明基板の突出部に前記透明電極の複数が整列して配設された入力端子を備え、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記入力端子の各々と接続する導体配線を含み、導体配線のうち最外側の導体配線は、前記フレキシブル基板の側端部に達する最外部導体配線を含むものとされていることを特徴とする
フレキシブルプリント配線基板の接続構造である。

また、本願発明の他の観点によれば
前記液晶表示素子の前記整列して配設された透明電極の側方には、前記液晶表示素子の駆動にかかわらずに、前記フレキシブルプリント配線基板の設置位置を示す適宜形状とされた位置決めマークを備え、
前記最外部導体配線には、前記位置決めマークに適合する非導体部を備えたことを特徴とするフレキシブルプリント配線基板の接続構造である。

また、本願発明の他の観点によれば
前記位置決めマークは、前記入力端子整列方向の位置決めと、前記入力端子整列方向に直交する方向の位置決めを行う線状の基準マークであり、前記液晶表示素子の透明電極で形成されたポジ像の位置決めマークと、前記フレキシブルプリント配線基板の前記最外部導体配線に設けられたネガ像の位置決めマークが適合したとき、前記液晶表示素子の位置決めマークの一部が前記フレキシブルプリント配線基板の前記液晶表示素子側最外形より外側に配置されるように、前記フレキシブルプリント配線基板の外形寸法が定められて構成されていることを特徴とするフレキシブルプリント配線基板の接続構造である。

これにより、本発明は、フレキシブルプリント配線基板のＦＰＣ導体配線５の断線、特に最側面側のＦＰＣ導体配線の断線を抑止した接続構造を提供することができる。また、フレキシブルプリント配線基板を液晶表示素子に対して強固に接着することができる構造を提供する。

本発明の接続構造によれば、フレキシブルプリント配線基板の側面に傷が生じうるような局面にあっても傷が生じにくく、断線に至り難い接続構造を提供する、という優れた効果を奏し得る。また、フレキシブルプリント配線基板を液晶表示素子に対して強固に接着することができる構造を提供する。

以下、本発明の一実施の形態について添付図面を参照して説明する。
［第一の実施の形態］
図１は、本発明の第一の実施の形態にかかる液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板との接続構造の取り付け状態を説明する図である。図１ａが接続状態を示す平面図、図１ｂは液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板とを分離した平面図、図２は図１ａのＡ−Ａ'線に沿う断面図である。

本実施の形態にかかる接続構造は、液晶表示素子１０とフレキシブルプリント配線基板３０とを接続する。
液晶表示素子１０は、一対の透明基板１３ａ、１３ｂとその間に封入された液晶（図示せず）を備え、各透明基板１３ａ，１３ｂの透明電極が相対するように配設され、これらの外面には偏光板１２ａ，１２ｂが貼付されている。
透明基板１３ａ，１３ｂのうち、一方の透明基板１３ｂが他方の透明基板１３ａに対して平面形状が大きく形成されており、この大きく形成された透明基板の突出部１７には、１３ｂ内面に形成した透明電極が延設されて、複数のパネル端子１８とされ、パネル端子１８は所定のピッチで並んでいる。１６はフレキシブルプリント配線基板と接着する工程の際に用いるパネル側合わせマークである。本実施例においてはＴ字状に形成されている。
透明基板１１ｂの突出部１７上に配列するパネル端子１８の電極ピッチは、例えば、３００μｍ〜１０００μｍ程度とされ、電極幅は前記ピッチの略１／２程度とされる。

フレキシブルプリント配線基板３０は、ポリイミドからなるベースフィルム基材３４上に、銅等からなる複数のＦＰＣ導体配線３５を配したものであり、所定の導体配線形状が形成され、フレキシブル性を備える。図示しない入力端部側は液晶表示素子を駆動するための駆動用ＩＣ等に接続され、駆動用信号が入力される。出力端部３１は液晶表示素子に接続され、図示しない駆動用ＩＣ等からの駆動用信号が液晶表示素子に供給される。

本発明においては、ＦＰＣ導体配線３５の外側（側面側）に、信号の入出力の無いランド状配線部３７を備えている。ランド状配線部３７は、その端部がフレキシブルプリント配線基板３０の端部に達している。

また、本発明においては、ランド状配線部３７内に、フレキシブルプリント配線基板３０の圧着工程において位置決めを行うための合わせマークが、パネル側合わせマーク１６に適合するように導電体の抜き形状として設けられている。

前記合わせマークは液晶表示素子の突出部７にも設けられているが、液晶表示素子側では透明電極によりポジ像として形成されている。一方、フレキシブルプリント配線基板側の合わせマークは非導体部により形成されており、ネガ像となっている。フレキシブルプリント配線基板３０の設置位置は、突出部１７内で、小さい側の透明基板１３ａに接しない位置とするため、フレキシブルプリント配線基板３０と透明基板１３ａの間に隙間が生じる。この隙間から基板１３ｂ上の合わせマークの一端が観察され、フレキシブルプリント配線基板３０の合わせマークと適合するよう左右位置の調整が行われる。また、フレキシブルプリント配線基板３０の幅は透明基板１３ｂより小さく形成されるものであるため、フレキシブルプリント配線基板３０の左右端より透明基板１３ｂ上の合わせマークの一端が観察され、フレキシブルプリント配線基板３０の前後位置、および左右傾きの調整が行われる。

このようなフレキシブルプリント配線基板（フレキシブルプリント配線基板）３０は、例えば次のようにして得ることができる。ポリイミドフィルムからなるベースフィルム基材３４および銅箔を用意し両者を貼着する。銅箔にレジスト等によりマスクを設けた後エッチングを施して所定形状のＦＰＣ導体配線３５を得る。その後に入力側および出力側端部を除いた部分に、ＦＰＣ導体配線３５を覆うようにポリイミド膜を設けて被覆層を形成する。

ベースフィルムの膜厚は２５μｍ程度、銅箔の膜厚は９、１２、１８μｍから選択して採用される例が多い。

液晶表示素子１０のパネル端子１８のピッチとフレキシブルプリント配線基板の出力端部３１側におけるＦＰＣ導体配線３５のピッチは等しいピッチのものを用いる。両者の接続は、例えば日立化成製のアニソルムなどの異方性導電膜１６を用いて行なう。具体的には、例えば次のようにして圧力と熱を同時に加えて電気的および機械的に接続を行なう。液晶表示素子２０を図示しない圧着装置のパネル載置台にパネル端子１８が上面を向くようにしてセットする。次にパネル端子１８の上に異方性導電膜１６を貼着する。続いてフレキシブルプリント配線基板３０の出力端部３１を異方性導電膜４０に載せ、フレキシブルプリント配線基板３０の合わせマークとパネル側合わせマーク１６とが所定位置になるように合わせて、ＦＰＣ導体配線３５の各々とパネル端子１８の各々とを一致するようにしてから加熱圧着して接続する。加熱圧着に用いる圧着ヘッドは液晶表示素子の形態により１．５ｍｍ、２ｍｍ等の既存の寸法のものから選択して用いられる。液晶表示素子１０の突出部１７の寸法が２．５ｍｍ程度である場合には、２ｍｍの圧着ヘッドが用いられる。

このようにしてフレキシブルプリント配線基板３０の接続を行なったＬＣＤ１０を、フレキシブルプリント配線基板３０を屈曲させて機器に組み込む。この組み込みを想定してフレキシブルプリント配線基板３０の屈曲テストを行なった。
フレキシブルプリント配線基板３０を液晶表示素子１０に接続させた状態で、フレキシブルプリント配線基板３０の側面に小さな切れ込みを入れ、上面方向に５０回、９０〜１８０度屈曲させた。比較例として、従来例である図１１の形態のフレキシブルプリント配線基板についても、同じ切れ込みを入れて同様に屈曲させた。
比較例のサンプルでは切れ込みからフレキシブルプリント配線基板の切断が進行し、ＦＰＣ導体配線３５に切断が発生したが、本実施形態のサンプルではＦＰＣ導体配線３５の切断は生じなかった。切れ込みを入れた箇所を顕微鏡にて確認したところ、本実施形態のサンプルにおいては、最外側（側面側）がベースフィルムと銅箔の多層構造となっていたため、切れ込みを起点として傷が拡開し始めているものの、全体の剛性が増して断線にまでは至らなかったと推察される。

以上のような構成により、フレキシブルプリント配線基板の最外側（側面側）まで銅箔が存在することで、液晶表示装置の実装工程において屈曲される場合であっても、断線を抑制することができ得る。また、端部のランド状配線部３７には、合わせマークが銅箔の抜きにより形成されているため、フレキシブルプリント配線基板の圧着工程において従来と同様に位置合わせを行う事ができ、工程の変更を伴わない。

また、液晶表示素子側合わせマーク１６と、フレキシブルプリント配線基板側合わせマークがポジ像とネガ像の関係にあるため、圧着後の異方性導電膜１６の膜厚が一様となることで、強度分布に偏りの無い熱圧着（接着）を行うことが可能となる。
従来例の構造では、フレキシブルプリント配線基板４の端部において、透明電極とＦＰＣ導体配線３５が重なる構造となっていたため、重なった部分の異方性導電膜の膜厚のみが薄く、重ならない部分の異方性導電膜の膜厚が厚い構造となり、強度分布に偏りのある熱圧着（接着）形態であった。強度分布に偏りが生じると、その境界部分から剥離が生じ易くなるということは当業者には容易に理解されよう。

これらにより液晶表示装置の信頼性を向上させることができる。

尚、本発明の液晶表示装置の接続構造は、上記した実施の形態に限定されるものではなく、例えば、入力部と出力部間のフレキシブルプリント配線基板幅を細く構成すること、屈曲した形状とすること、駆動用ＩＣをフレキシブルプリント配線基板上に実装しＣＯＦ基板として構成すること等も、本発明に含まれる。ＣＯＦ基板として構成する場合、ランド状配線部３７は接地線の接続先として有用である。また、ベースフィルムの材質、導体配線の材質等は本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。

本発明の第一の実施の形態にかかる液晶表示装置の接続構造を正面方向から説明する平面図である。図１の接続構造を接続状態の断面で示す図である。従来の液晶表示装置の接続構造を正面方向から説明する平面図である。図１１の接続構造のＡ−Ａ'線に沿った断面を示す図である。

符号の説明

１、１０液晶表示素子
２、１２偏光板
３、１３透明基板
３０フレキシブルプリント配線基板
５、３５ＦＰＣ導体配線
６、１６異方性導電フィルム
７、１７突出部
８、１８パネル端子
１６パネル側合わせマーク
３１出力端部
４、３４ベースフィルム基材
３７ランド状配線部

Claims

相対する面に透明電極が配設された一対の透明基板を備えた液晶表示素子とフレキシブルプリント配線基板とを接続する接続構造において、
前記液晶表示素子は、一方の透明基板の突出部に前記透明電極の複数が整列して配設された入力端子を備え、
前記フレキシブルプリント配線基板は、前記入力端子の各々と接続する導体配線を含み、導体配線のうち最外側の導体配線は、前記フレキシブル基板の側端部に達する最外部導体配線を含むものとされていることを特徴とする
フレキシブルプリント配線基板の接続構造。
前記液晶表示素子の前記整列して配設された透明電極の側方には、前記液晶表示素子の駆動にかかわらずに、前記フレキシブルプリント配線基板の設置位置を示す適宜形状とされた位置決めマークを備え、
前記最外部導体配線には、前記位置決めマークに適合する非導体部を備えたことを特徴とする請求項１に記載のフレキシブルプリント配線基板の接続構造。
前記位置決めマークは、前記入力端子整列方向の位置決めと、前記入力端子整列方向に直交する方向の位置決めを行う線状の基準マークであり、前記液晶表示素子の透明電極で形成されたポジ像の位置決めマークと、前記フレキシブルプリント配線基板の前記最外部導体配線に設けられたネガ像の位置決めマークが適合したとき、前記液晶表示素子の位置決めマークの一部が前記フレキシブルプリント配線基板の前記液晶表示素子側最外形より外側に配置されるように、前記フレキシブルプリント配線基板の外形寸法が定められて構成されていることを特徴とする請求項２に記載のフレキシブルプリント配線基板の接続構造。