JP2012133933A - フレキシブル基板、半導体装置、およびこれを用いた画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの応力が加わった場合でも、その接続端子部がコネクタから容易に抜け落ちたり配線が切断されたりすることが生じにくいフレキシブル基板を得ること。
【解決手段】一方の端部に第１の接続端子部２を、前記一方の端部の反対側に位置する他方の端部に第２の接続端子部３を備え、前記第１の接続端子部２が第１の電気回路構体２０に接続され、前記第２の接続端子部３が第２の電気回路構体４０上に配置されたコネクタ５０を介して前記第２の電気回路構体４０に接続されるフレキシブル基板１００であって、前記第２の接続端子部３に配置された複数の接続端子３ａ間に、前記コネクタ５０に形成された突起部５３が勘合する貫通孔５が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、回路基板や表示パネルなどの電気回路構体を接続するフレキシブル基板、半導体装置、およびフレキシブル基板を用いた画像表示装置に関し、特に、外部からの応力が加わってもコネクタからの離脱やフレキシブル基板自体の破損が生じにくいフレキシブル基板、半導体装置、およびこれを用いた画像表示装置に関する。

電気回路が搭載された回路基板や、表示パネルやハードディスクドライブなどの電気的デバイスなど、各種の電気回路構体を相互に接続する部材として、フレキシブル基板が用いられている。フレキシブル基板は、ＦＰＣ（Flexible Print Circuits：フレキシブルプリント基板）とも称され、可撓性のある樹脂製の基材の表面にパターン化された銅箔などによる配線が形成され、さらに、配線の表面を樹脂製の保護部材で覆ったものである。

また近年では、電気回路基板の高密度化や機能の複雑化に伴い、電気回路構体同士の間で多種類の電気信号や電源電圧を伝達する必要があり、これに対応するために、基材上に絶縁性の樹脂層を介して積層された複数層の配線層を備えた多層フレキシブル基板も多用されている。

例えば画像表示装置において、金属構体であるシャーシの前面側に配置された表示パネルと、シャーシの背面側に配置された回路基板との接続など、直線的に接続部材を配置できない２つの電気回路構体を接続する場合に、可撓性のあるフレキシブル基板を用いることが極めて有用である。一方でフレキシブル基板は、基材が樹脂製であるために、外部から応力が加わった場合に容易に変形してしまい、フレキシブル基板の接続端子が電気回路構体に設けられたコネクタから抜け落ちたり、フレキシブル基板自体が破損したりするなどの不具合が生じることとなる。このような不具合を解消するために、従来よりさまざまな提案がなされている。

図８は、従来のフレキシブル基板の第１の構成例を示す平面図である。

図８に示すように、従来の第１の構成例のフレキシブル基板５００は、本体部５０１の一方の端部に形成された第１の接続端子部５０２と、他方の端部に形成された第２の接続端子部５０３とを有し、第１の接続端子部５０２と第２の接続端子部５０３との間には、図示しない配線が配置されている。また、図８に示す第１の構成例のフレキシブル基板５００では、本体部５０１上にドライブ回路などが形成された半導体素子５０４が搭載されている。そして、第２の接続端子部５０３近傍の配線が配置されていない領域に、一対の貫通孔５０５が形成されていて、第２の接続端子部５０３が接続される図示しないコネクタに形成された突起が、貫通孔５０５に勘合することにより、フレキシブル基板５００が、図示しないコネクタから抜け落ちてしまうことを防止するものである（特許文献１参照）。

また、図９に示す、従来のフレキシブル基板の第２の構成例では、第１の接続端子部６０２と第２の接続端子部６０３とを備え半導体素子５０４が搭載されたフレキシブル基板６００の、図示しないコネクタに接続される第２の接続端子部６０３の側縁部に、両外側に向かって突出する一対のふくらみ部６０５を形成し、このふくらみ部６０５が図示しないコネクタの係合部に係合されて、フレキシブル基板６００がコネクタから抜け落ちてしまうことを防止する（特許文献２参照）。

特開２００２− ４２９８０号公報 特開２００９−３００６４３号公報

しかし、上記従来のフレキシブル基板において、図８に示した第１の構成例のフレキシブル基板５００の場合には、フレキシブル基板５００に加わる応力によって、第２の接続端子部５０３の抜け落ち防止のために形成された貫通孔５０５部分でフレキシブル基板５００自体に破断が生じて、配線が断線してしまうなどの新たな問題が生じた。また、図９に示した第２の構成例のフレキシブル基板６００の場合には、フレキシブル基板６００に変形が生じた場合に、ふくらみ部６０５が、図示しないコネクタの係合部から容易に抜け落ちてしまうという問題が生じた。

そこで本発明は上記課題に鑑みて、外部からの応力が加わった場合でも、その接続端子部がコネクタから容易に抜け落ちたり配線が切断されたりすることが生じにくいフレキシブル基板、およびこのフレキシブル基板に半導体素子が搭載された半導体装置、さらには、これらのフレキシブル基板や半導体装置を用いた動作信頼性の高い画像表示装置を得ることを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明のフレキシブル基板は、一方の端部に第１の接続端子部を、前記一方の端部の反対側に位置する他方の端部に第２の接続端子部を備え、前記第１の接続端子部が第１の電気回路構体に接続され、前記第２の接続端子部が第２の電気回路構体上に配置されたコネクタを介して前記第２の電気回路構体に接続されるフレキシブル基板であって、前記第２の接続端子部に配置された複数の接続端子間に、前記コネクタに形成された突起部が勘合する貫通孔が形成されていることを特徴とする。

また、本発明の半導体装置は、本発明にかかるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間に搭載された半導体素子とを備えたことを特徴とする。

さらに、本発明の画像表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルと接続された回路基板とを含む複数の電気回路構体を備え、前記電気回路構体が本発明にかかるフレキシブル基板、または、半導体装置により接続されていることを特徴とする。

本発明のフレキシブル基板は、コネクタに接続される第２の接続端子部に配置された複数の接続端子間に、コネクタに形成された突起部が勘合する貫通孔が形成されている。このため、フレキシブル基板の両端部を固定する貫通孔と第１の接続端子部との間の距離を十分に確保した状態でフレキシブル基板をコネクタに接続することができ、コネクタからのフレキシブル基板の抜け落ちやフレキシブル基板自体の破損を効果的に防止することができる。

また、本発明の半導体装置は、他の電気回路構体との接続安定性が高く、誤動作の生じにくい高い動作信頼性を備えることができる。

さらに、本発明の画像表示装置は、電気回路構体が本発明のフレキシブル基板、または、半導体装置で接続されているため、電気回路構体同士の接続が保たれた高い動作信頼性を有する画像表示装置を得ることができる。

本発明の実施形態にかかる画像表示装置における、フレキシブル基板が配置された部分の状態を示す要部拡大斜視図である。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の概略構成を示す平面図である。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の第２の接続端子部に形成された貫通孔と、第２の電気回路構体に配置されたコネクタの突起部との位置関係を示す要部拡大断面図である。図３（ａ）がコネクタの蓋部が閉じた固着状態を示し、図３（ｂ）がコネクタにフレキシブル基板を挿入した取り付け取り外し時の状態を示す。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の第２の接続端子部に形成された接続端子と、第２の電気回路構体に配置された接続電極との位置関係を示す要部拡大断面図である。図４（ａ）がコネクタの蓋部が閉じた固着状態を示し、図４（ｂ）がコネクタにフレキシブル基板を挿入した取り付け取り外し時の状態を示す。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の変形例の構成を示す平面図である。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の変形例における第２の接続端子部の構成を示す部分拡大平面図である。 本発明の実施形態にかかるフレキシブル基板の変形例における第２の接続端子部の異なる構成を示す部分拡大平面図である。 従来のフレキシブル基板の第１の構成例を示す平面図である。 従来のフレキシブル基板の第２の構成例を示す平面図である。

本発明のフレキシブル基板は、一方の端部に第１の接続端子部を、前記一方の端部の反対側に位置する他方の端部に第２の接続端子部を備え、前記第１の接続端子部が第１の電気回路構体に接続され、前記第２の接続端子部が第２の電気回路構体上に配置されたコネクタを介して前記第２の電気回路構体に接続されるフレキシブル基板であって、前記第２の接続端子部に配置された複数の接続端子間に、前記コネクタに形成された突起部が勘合する貫通孔が形成されている。

上記本発明のフレキシブル基板は、フレキシブル基板の他方の端部に位置する第２の接続端子部に、第２の電気回路構体上に配置されたコネクタの突起部に勘合する貫通孔が形成されている。この構成を有することで、フレキシブル基板がコネクタから抜け落ちることを確実に防止することができるとともに、フレキシブル基板をコネクタに固着する部分である貫通孔と、フレキシブル基板を固定しているもう一方の固定端である第１の接続端子部との間の間隔を最大限に確保することができ、フレキシブル基板に加わる応力を効果的に低減することができる。このため、フレキシブル基板に加わった応力によって貫通孔からフレキシブル基板が破断し、配線が切断されるなどの導通不良が生じることを回避することかできる。

前記フレキシブル基板において、前記貫通孔の周囲が、前記接続端子の形成に用いられた金属箔で囲まれていることが好ましい。このようにすることで、特別な製造工程を付加すること無く、容易に応力が集中する貫通孔の周辺部分の強度を向上させることができる。

また、前記貫通孔が、前記第２の接続端子部から前記第１の接続端子部側に延出している構成とすることができる。このようにすることで、フレキシブル基板に加わる応力を分散させることができ、フレキシブル基板の貫通孔部分に破断が生じることを効果的に回避することができる。

さらに、前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間に、前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部とを結ぶ方向に長いスリットが形成されていることが好ましい。このようにすることで、スリットによりフレキシブル基板に加わる応力を分散させ、貫通孔に加わる力を低減させることができる。

また、前記第２の接続端子部の側縁部に、前記コネクタに形成された係合部に係合される凸部が形成されていることが、もしくは、前記第２の接続端子部の側縁部に、前記コネクタに形成された係合部に係合される凹部が形成されていることが好ましい。このようにすることで、第２の接続端子部の側縁部に形成された凸部または凹部によって、フレキシブル基板とコネクタとの固定をさらに強固に行うことができる。

また、本発明の半導体装置は、本発明にかかるフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間に搭載された半導体素子とを備える。

このようにすることで、他の電気回路構体と安定した接続が確保された、動作信頼性の高い半導体装置を得ることができる。

さらに、本発明の画像表示装置は、表示パネルと、前記表示パネルに接続された回路基板とを含む複数の電気回路構体を備え、前記電気回路構体が本発明にかかるフレキシブル基板、または、半導体装置により接続されている。

このような構成を備えることで、電気回路構体同士の電気的な接続が確保された、動作信頼性の高い画像表示装置を得ることができる。

この構成において、前記表示パネルが金属製のシャーシの前面に、前記回路基板が前記シャーシの背面にそれぞれ配置され、前記フレキシブル基板の前記第１の接続端子部が前記表示パネルに固着され、前記フレキシブル基板の前記第２の接続端子部が前記回路基板上に配置されたコネクタに接続されていることが好ましい。このようにすることで、例えば、動作時の高温度下における表示パネルと金属製のシャーシとの熱膨張率の違いによってフレキシブル基板に応力が加わった場合でも、回路基板のコネクタからフレキシブル基板の第２の接続端子部が抜け落ちたりすることが無く、また、フレキシブル基板に破断が生じて配線が断線してしまうなどの弊害が生じることを効果的に回避した画像表示装置を得ることができる。

以下、本発明のフレキシブル基板、およびフレキシブル基板を用いた画像表示装置について、図面を参照して説明する。

なお、以下で参照する各図は、説明の便宜上、本発明のフレキシブル基板、半導体装置、および画像表示装置を構成する部材のうち、本発明を説明するために必要な主要部材のみを簡略化して示したものである。従って、本発明のフレキシブル基板、半導体装置、および画像表示装置は、参照する各図に示されていない任意の構成部材を備えることができる。

また、各図中の部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各部材の寸法比率等を必ずしも忠実に表したものではない。

図１は、本実施形態のフレキシブル基板を備えた半導体装置が用いられた画像表示装置を示す、要部拡大斜視図である。図１は、画像表示装置においてフレキシブル基板で接続されている部分を示すものであり、画像表示面の裏側に相当する背面側から見た状態の内部構成を示している。

図１に示すように、本実施形態にかかる半導体装置としてのフレキシブル基板１００を用いた画像表示装置１０は、金属製のシャーシ３０の前面に画像を表示する表示パネル２０が配置され、シャーシ３０の背面側には、表示パネル２０に接続された回路基板４０が配置されている。

本実施形態の画像表示装置１０は、例えば表示パネル２０としてプラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）を用いたテレビジョン受像器である。しかし、本実施形態の画像表示装置１０としては、テレビジョン受像器に限らず、コンピュータなどのモニタ装置や、カーナビゲーションシステムなどの表示装置、携帯電話や携帯型ゲーム機などのいわゆるモバイル型の機器など、画像を表示する各種の機器として実現することができる。

また、本実施形態の画像表示装置１０に用いられる表示パネル２０としては、例示したプラズマディスプレイパネルに限らず、有機または無機のＥＬ（エレクトロルミネッセンス）ディスプレイや、液晶ディスプレイ、電界放出型陰極線管など各種の平板型ディスプレイデバイスを用いることができる。なお、表示パネル２０が透過型の液晶ディスプレイの場合には、本来的に自発光のデバイスでない液晶パネルで画像を表示するために、液晶パネルの背面に配置されるバックライト装置を含めたいわゆる液晶モジュールが、本実施形態における表示パネル２０に相当することとなる。

本実施形態の画像表示装置１０において、フレキシブル基板１００は、表示パネル２０と回路基板４０とを接続し、回路基板４０から表示パネル２０での画像表示を行うために必要な画像信号や各種の制御信号、表示パネル２０で画像表示を行うための各種駆動電圧などを供給している。

フレキシブル基板１００の一方の端部には、表示パネル２０の画像表示領域外の周辺部分に形成された図示しないパネル電極と、例えば、異方性導電フィルム（Anisotropic Conductive Film：ＡＣＦ）により接続される第１の接続端子部である出力端子部が形成されている。また、フレキシブル基板１００の他方の端部には、回路基板４０上に搭載されたコネクタ５０に接続される第２の接続端子部である入力端子部３が形成されている。入力端子部３には、回路基板４０との電気的接続を行う接続端子である入力端子３ａと、フレキシブル基板１００がコネクタから抜け落ちることを防止するために形成された貫通孔５が形成されている。また、フレキシブル基板１００上には、表示パネル２０の画像表示領域で画像表示を行うためのドライバ回路が形成された半導体素子４が搭載されていて、フレキシブル基板１００が半導体装置として機能している。

なお、図１では、本実施形態にかかるフレキシブル基板１００の配置状況を説明するために、画像表示装置１０の外観を構成する画像表示面側の前面筐体と背面側の背面筐体との図示は省略している。また、画像表示装置１０が例えばテレビジョン受像器である場合には、表示パネル２０以外に音声を出力するスピーカなどが配置され、また、シャーシ３０の背面には、回路基板４０の他にもテレビジョン信号を受信するチューナーユニットや、入力された各種の映像信号から画像表示を行うための画像信号へと変換する信号処理回路が搭載された他の回路基板などの各種の電気回路構体が配置される。

図２は、本実施形態にかかるフレキシブル基板１００の概略構成を示す平面図である。

本実施形態のフレキシブル基板１００は、図２に示すように、本体部１を挟むようにして、一方の端部である図２において上側に位置する端部に表示パネル２０のパネル電極に接続される第１の接続端子部である出力端子部２が形成され、一方の端部の反対側である、図２において下側に位置する他方の端部に、回路基板４０のコネクタ５０と接続される第２の接続端子部である入力端子部３が形成されている。

本体部１は、例えばポリイミドなどの絶縁性の樹脂基材の上に図示しない配線が、銅箔などの導電性の高い金属箔をパターン化することで形成されている。配線は、出力端子部２に複数本形成された出力端子２ａと、入力端子部３に複数本形成された入力端子３ａとを接続している。また、本体部１において配線の表面は、ポリイミドなどの樹脂製の保護膜で覆われていて、フレキシブル基板１００の表面に他の部材が接触して配線が傷ついたり破断したりすることから保護している。なお、通常は、出力端子２ａと入力端子３ａとこれを接続する配線とが、基材上の同じ層に配置された金属箔として一括してパターン成型されることで形成され、出力端子部２と入力端子部３が保護膜に覆われずに露出する構成となっている。

出力端子部２では、出力端子部２が接合される表示パネル２０の図示しないパネル電極での端子配列に対応して、所定幅の出力端子２ａが所定の間隔で配置されている。

入力端子部３には複数本の入力端子３ａが配置され、入力端子部３が回路基板４０上に配置されたコネクタ５０に挿入された際に、コネクタ５０に形成されているコネクタ端子とそれぞれの入力端子３ａとが接触することで、フレキシブル基板１００と回路基板４０との電気的な接続が得られる。

図２に示すように、本実施形態のフレキシブル基板１００では、入力端子部３の入力端子３ａ間に樹脂基材を貫通する貫通孔５が形成されている。後述するように、この貫通孔５に回路基板４０のコネクタ５０に形成された突起部が勘合することで、フレキシブル基板１００に外力が加わった場合でもフレキシブル基板１００が、コネクタから抜け落ちることのないよう固定される。

本実施形態のフレキシブル基板１００では、半導体装置として機能させるために、本体部１の保護膜上に表示パネル２０での画像表示を制御するドライバ機能などを有した半導体素子４が搭載されている。このように、表示パネル２０のパネル電極に接続されるフレキシブル基板１００上にドライバ機能などを有する半導体素子４が搭載されることで、同じくドライバ機能を有する半導体素子が表示パネルと接続された回路基板４０上に搭載される場合と比較して、フレキシブル基板１００の表面という所定の面積を有した領域を有効に使用することができる。また、表示パネル２０のパネル電極に対して物理的に近い位置に半導体素子４を配置することができ、ドライバ機能を有する半導体素子４により生成される高速度で変化する制御信号が、接続配線の配線抵抗などの影響で鈍ってしまうことを効果的に回避することができる。

ただし、本実施形態のフレキシブル基板１００において、本体部１に半導体素子４が搭載されることは必須の要件ではない。したがって、半導体装置としての構成を採らない場合には、フレキシブル基板１００の本体部１上に半導体素子が搭載されない場合もある。この場合には、シャーシ３０の背面に搭載された回路基板４０上に、ドライバ機能を備えた半導体素子４が搭載されることになる。

また、半導体素子の替わりに、もしくは、半導体素子に加えて、フレキシブル基板１００の本体部１上に、コンデンサや抵抗素子などの一般的な回路素子が搭載される場合があり、また、フレキシブル基板１００の本体部１上に硬質の樹脂製基板に形成された電気回路が搭載される場合もある。

ここで、図３および図４を用いて、本実施形態のフレキシブル基板１００の入力端子部３と回路基板４０上に配置されたコネクタ５０との接続状態について説明する。

図３は、本実施形態のフレキシブル基板１００の入力端子部３のうち、貫通孔５が形成されている部分、すなわち、図１におけるＡ−Ａ’矢視線部分の断面を示す図である。図３（ａ）が、回路基板４０に搭載されたコネクタ５０にフレキシブル基板１００の入力端子部３が差し込まれ、コネクタ５０の蓋部５２が閉じてフレキシブル基板１００の入力端子部３がコネクタ５０に固定された状態を示す。また、図３（ｂ）は、コネクタ５０にフレキシブル基板１００を着脱する状態を示していて、コネクタ５０の蓋部５２が開いている状態を示している。

図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる画像表示装置１００の回路基板４０に搭載されているコネクタ５０は、回路基板４０上に配置されるベース部５１と、図示しないヒンジ機構などにより開閉可能な蓋部５２とを有している。蓋部５２の先端側の部分には、蓋部５２が閉じたときに回路基板４０の回路素子搭載面に対して垂直な方向に向くように形成された突起部５３が形成されている。

突起部５３は、フレキシブル基板１００の入力端子部３に形成された貫通孔５に勘合するような大きさとなっている。例えば本実施形態の場合、フレキシブル基板１００の入力端子部３に形成された貫通孔５が図２に示すように略長方形であるため、突起部５３はこの貫通孔に内接するような楕円形状とすることができる。また、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、突起部５３は先端の径が少し小さく蓋部５２側である根元部分の径が大きくなっていて、フレキシブル基板１０の貫通孔５に突起部５３を挿入しやすくするとともに、蓋部５２がしっかりと閉じたときに、フレキシブル基板１００がコネクタ５０に対して正しい位置に固着することができるようになっている。

図４（ａ）および図４（ｂ）は、図３（ａ）および図３（ｂ）と同様、コネクタ５０とフレキシブル基板１００の入力端子部３との配置関係を示す図であり、図４（ａ）および図４（ｂ）は、フレキシブル基板１００の入力端子部３における、入力端子子３ａが形成されている部分の断面構成を示している。すなわち、図４（ａ）および図４（ｂ）で示す構成は、図２におけるＢ−Ｂ’矢視線部分に相当する。

また、図３と同様に、図４（ａ）が、回路基板４０に搭載されたコネクタ５０にフレキシブル基板１００の入力端子部３が差し込まれ、コネクタ５０の蓋部５２が閉じてフレキシブル基板１００の端部がコネクタ５０に固定された状態を示す。また、図４（ｂ）は、コネクタ５０にフレキシブル基板１００を着脱する状態を示していて、コネクタ５０の蓋部５２が開いている状態を示している。

図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、本実施形態にかかる画像表示装置１０の回路基板４０に搭載されているコネクタ５０は、フレキシブル基板１００の入力端子部３が正しく配置されたときに、フレキシブル基板１００の入力端子部３に形成された入力端子３ａと重なる位置にコネクタ端子５４が形成されている。したがって、図４（ａ）に示すように、コネクタ５０の蓋部５２が閉じられてフレキシブル基板１００がコネクタ５０に固着された状態で、それぞれ対応するコネクタ端子５４と入力端子３ａとが電気的に接続されて、回路基板４０と表示パネル２０とが、フレキシブル基板１００を介して電気的に接続され、表示パネル２０に画像表示のために必要な駆動電源電位や画像信号などが伝達される。

一般に、画像表示装置１０の動作時には、表示パネル２０自体の温度が、また、回路基板４０とともに搭載されている電源回路基板など発熱性部材が搭載されている回路基板の温度が上昇する。このときに生じる熱によって、金属製のシャーシ３０がガラス製の表示パネル２０に対して、図１に白矢印６０として示した方向、すなわち、横長のパネルの長い側の辺の方向に延びるように熱膨張する。フレキシブル基板１００は、画像表示装置１０における無効領域を低減するため、および、表示パネル２０とシャーシ３０とを組み立てた状態のモジュールとして取り扱う際に、他の部材に引っかかって破損してしまうことなどを無くすために、表示パネル２０とシャーシ３０との間に隙間を形成しないようにその側面に密着するように配置されている。このように、長さ方向に余裕がない状態で固着されたフレキシブル基板１００には、回路基板４０に配置されたコネクタ５０が図１中の右方向に移動する結果、図１中黒矢印７０で示した方向である、フレキシブル基板１００をコネクタ５０から引き抜く方向の力が作用する。

本実施形態の画像表示装置１０における回路基板４０のコネクタ５０は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、コネクタ５０の蓋部５２に突起部５３が設けられ、コネクタ５０の蓋部５２が閉じられたときに突起部５３がフレキシブル基板１００の端部近傍である入力端子部３に設けられた貫通孔５に勘合するため、フレキシブル基板１００とコネクタ５０との接続を確実にすることができ、フレキシブル基板１００にコネクタ５０から引き抜かれる方向の応力が加わった場合でも、コネクタ５０から抜け落ちることを防止することができる。

また、本実施形態のフレキシブル基板１００では、コネクタ５０から抜け落ちることを防止するための貫通孔５が、コネクタ５０に接続される入力端子部３に形成されている。このように、コネクタ５０との固定部分となる貫通孔５が、フレキシブル基板１００のもう一方の固定部分となる出力端子部２から最も遠い部分の入力端子部３に形成されていることで、フレキシブル基板１００における固定部分同士の間隔を最大にすることができる。このため、例えば図８に示した従来のフレキシブル基板５００のように、貫通孔５０５が入力端子部５０３と出力端子部５０２との間に設けられている場合と比較して、フレキシブル基板１００の固定部分同士の間隔が大きいため、図１において白矢印６０として示したようにシャーシ３０が右方向に熱膨張したときに、フレキシブル基板１００の固定されていない自由に変形できる部分の長さが長くなり、貫通孔５部分に加わる応力の大きさをフレキシブル基板１００自体で吸収、低減することができる。この結果、フレキシブル基板１００に応力が加わった場合でも、貫通孔５の周辺部分が破断するなどの問題が生じることを効果的に回避することができる。

上記図３（ａ）および図３（ｂ）では、本実施形態の画像表示装置１０におけるコネクタ５０に形成された突起部５３として、その先端の径を小さくすることで、突起部５３を貫通孔５に挿入しやすくするとともに、蓋部５２を閉じることでフレキシブル基板１００を正しい位置に導入させることができる場合について示した。しかし、本実施形態のコネクタ５０に形成される突起部５３としてはこれに限られものではなく、突起部５３の先端部と根元部分とで同じ大きさの径を有するものとすることができる。また、本実施形態のコネクタ５０として、突起部５３がコネクタ５０のベース部材５１に接触したことを検出する機構を設け、フレキシブル基板１００がコネクタ５０に正しく固定されたことをユーザに示すようにすることができる。

図５は、本実施形態の画像表示装置１０に用いられているフレキシブル基板の変形例を示す概略平面図である。

図５に示すように、変形例のフレキシブル基板１１０では、図２を用いて示したフレキシブル基板１００と比較して、入力端子部３に形成された貫通孔５が、入力端子部３内に留まらず、出力端子部２側に延出していて、その先端が半導体素子４の配置されている領域の近傍まで及んでいる。

また、変形例のフレキシブル基板１１０では、入力端子部３から延出して形成された貫通孔５の他に、入力端子部３と出力端子部２との間の本体部１に、入力端子部３から延出して形成された貫通孔５の延出方向、すなわち、入力端子部３と出力端子部２とを結ぶ方向である図５中の上下方向に沿って、複数本のスリット６が形成されている。

このように、変形例のフレキシブル基板１１０では、コネクタ５０の突起部５３が勘合される貫通孔５が出力端子部２側に延出し、また、入力端子部３と出力端子部２との間に入力端子部３と出力端子部２とを結ぶ方向に長いスリット６が形成されているため、フレキシブル基板１００に外部から加わる応力をフレキシブル基板１００の変形で分散させて、コネクタ５０からフレキシブル基板１００を引き抜こうとする力を緩和することができる。このため、コネクタ５０との接続をより確実に行うことができ、また、貫通孔５の突起部５３と接している部分から、フレキシブル基板に破断が生じることを効果的に回避することができる。

このように、入力端子部３から延出している貫通孔５に加え、さらにスリット６が形成されることで、フレキシブル基板１００の変形裕度が上がって、フレキシブル基板１００をコネクタ５０から引き抜く方向に作用する力を緩和することができるため、フレキシブル基板１００の出力端子部２と入力端子部３との間隔を短くすることができる。この結果、フレキシブル基板１００自体の小型化が可能となるとともに回路基板４０におけるコネクタ５０の配置位置の設計裕度が高まり、画像表示装置１０を低コストで得ることができる。

図５に示す変形例のフレキシブル基板１１０において、貫通孔５の延出部の長さや、貫通孔５の本数や配置位置は、フレキシブル基板１００に加わる応力の大きさや、フレキシブル基板１００自体の強度に応じて、適宜必要に応じて設計すればよい。

また、出力端子部２と入力端子部４との間にスリット６を形成する例を示したが、スリット６の本数や長さ、スリット幅、配置位置についても、フレキシブル基板１００に加わる応力の大きさや、フレキシブル基板１００自体の強度に応じて、適宜設計すればよい。なお、スリット６自体は本実施形態のフレキシブル基板１００において必須のものではなく、フレキシブル基板１００にスリット６を設けないという選択肢も選択可能である。

図５に示す変形例のフレキシブル基板１１０では、フレキシブル基板１００の幅方向におけるスリット６の配置位置を、貫通孔５の配置位置と対応するように、すなわち、貫通孔５の延長上の位置にスリット６が位置するように配置した例を示した。しかし、変形例のフレキシブル基板１１０において、フレキシブル基板１１０の幅方向におけるスリット６の配置位置は、貫通孔５の延長上以外の場所とすることもできる。特に、隣り合う貫通孔５の配置位置の中間部にスリット６を配置して、貫通孔５とスリット６とが互いに千鳥状の位置関係を有するようにすることで、フレキシブル基板１００に加わる応力を緩和する作用を奏しつつ、フレキシブル基板１００にねじれが生じにくくすることができる。

図６は、図５で示した変形例のフレキシブル基板１１０の入力端子部３の形状を示すための部分拡大平面図である。

図６に示すように、変形例のフレキシブル基板１１０の入力端子部３では、入力端子部３における貫通孔５の周囲の部分に金属箔７が形成されている。さらに、変形例のフレキシブル基板１１０の入力端子部３では、入力端子部３の両側縁部に、コネクタ５０に形成された図示しない係合部に係合される凸部８が形成されている。金属箔７は、入力端子部３に形成された入力端子３ａをパターン化する際に同時に形成することができる。この場合には、補強のための金属箔７を、入力端子３ａを含めた配線層をパターン化するためのマスクを調整するだけで形成でき、補強のための金属箔７を形成するために特別な工程を付加する必要がない。

このように貫通孔５の周囲に金属箔７が配置されていることにより、金属箔７が補強材となって、フレキシブル基板１１０に応力が加わった場合に貫通孔５周囲のフレキシブル基板１１０の基材に破断が生じることを効果的に防止することができる。さらに、入力端子部３の両側縁部に凸部８が形成されていて、この凸部８がコネクタに形成された図示しない係合部に係合されることで、フレキシブル基板１００とコネクタ５０との接続が、コネクタ５０の突起部５３と貫通孔５に加えて、入力端子部３の側縁部に形成された凸部８とコネクタ５０の係合部との間でも行われるため、貫通孔５に加わる応力の大きさを低減することができ、貫通孔５部分でフレキシブル基板１００に破断が生じることを効果的に防止することかできる。

図７は、フレキシブル基板とコネクタとの接続における、さらに別の例を示すための入力端子部の拡大平面図である。

図７に示すさらに別の入力端子部３の構成を備えたフレキシブル基板１２０では、図６に示した凸部８に代えて、コネクタ５０に形成された図示しない係合部に係合する凹部９が形成されている。このように、フレキシブル基板１２０の入力端子部３の側縁部に、コネクタ５０と係合するための凹部９を形成した場合でも、フレキシブル基板１２０とコネクタ５０との接続が、コネクタ５０の突起部５３と貫通孔５に加えて、入力端子部３の側縁部に形成された凹部９とコネクタ５０の係合部との間でも行われるため、貫通孔５に加わる応力の大きさを低減することができ、貫通孔５部分でフレキシブル基板１２０に破断が生じることを効果的に防止することかできる。

なお、フレキシブル基板の入力端子部３の側縁部に、凸部８または凹部９を設ける場合に、凸部８の内部、または、凹部９の周辺部に金属箔を配置することで、凸部８や凹部９を補強することが可能である。

以上、本発明のフレキシブル基板および画像表示装置について、実施形態を用いて説明してきたが、本発明のフレキシブル基板および画像表示装置は、上記の実施の形態に限定されず、種々の変更が可能である。

本実施形態の画像表示装置に用いられるフレキシブル基板として、図２を用いて説明したフレキシブル基板１００に変えて、図５と図６、図７を用いて説明した変形例にかかるフレキシブル基板１１０，１２０を用いることができることはいうまでもない。

また、本実施形態の画像表示装置として、フレキシブル基板が、表示パネルと表示パネルに接続された回路基板との接続に用いられた場合について説明したが、本実施形態のフレキシブル基板を、画像表示装置に含まれる各種の回路基板や、ハードディスクドライブなどの記憶または記録装置、動作電源である充電式電池など、他の各種のものを含めた電気回路構体を互いに接続するために用いることができる。この場合には、フレキシブル基板の第１の接続端子部が出力端子部ではなくなる場合があり、同様に、第２の接続端子部が入力端子部ではなくなる場合があり得る。

また、フレキシブル基板の第１の接続端子部を異方性導電フィルムによって接続する例を示したが、第１の接続端子部をどのように電気回路構体に接続するかについて、何らの制限はない。例えば、フレキシブル基板が接続する電気回路構体がいずれも回路基板である場合などでは、フレキシブル基板の両端の接続端子部がコネクタによって接続される構成を取ることができる。また、この場合には、両端の接続端子部に貫通孔を設け、それぞれの接続端子部に設けられた貫通孔に、それぞれが接続されるコネクタに形成された突起部が勘合するような構成も採用可能である。

さらに、本実施形態にかかるフレキシブル基板として、樹脂製の基材上に配線層が形成され、本体部の配線層が樹脂製の保護膜で覆われている一層構造のものを例示したが、本実施形態のフレキシブル基板として、絶縁層を介して複数の配線層が積層された多層フレキシブル基板とすることもできる。

また、フレキシブル基板の第２の接続端子部に２つの貫通孔が設けられたものを例示したが、貫通孔の数は２個に限らず、１個であっても、３個以上であってもよい。なお、複数個の貫通孔が形成される場合に、その配置間隔に制限はないが、第２の接続端子部の幅に対して複数個の貫通孔を均等の間隔で配置することが、フレキシブル基板に加わる応力を分散する上で効果的である。

また、フレキシブル基板の第２の接続端子部に設けられた貫通孔として、略長方形のものを図示して説明したが、貫通孔の形状は長方形状に限られるものではなく、正方形や、円形、楕円形状やトラック形状などの各種の形状とすることができる。

さらにまた、貫通孔に挿入される突起部が、可動式の蓋部に形成されたコネクタを例示したが、突起部は、回路基板上に配置されるベース部に形成されていてもよい。また、コネクタの蓋部が可動式ではなく、コネクタに、フレキシブル基板の第２の接続端子部を挿入した場合に、突起部が有する弾性によって突起部が貫通孔に勘合され、コネクタからフレキシブル基板が脱落することを防止する構成とすることもできる。

以上説明したように、本発明のフレキシブル基板は、外部から加わる応力によってコネクタ部から抜け落ちることが防止され、かつ、フレキシブル基板自体の破断による導通不良などが生じにくい、接続信頼性の高いフレキシブル基板として各種の電気回路構体の接続に用いて有用である。また、本発明のフレキシブル基板を備えた半導体装置、さらには、本発明のフレキシブル基板を用いた画像表示装置は、動作信頼性の高い半導体装置、および、画像表示装置として各種用途に使用することができる。

１ 本体部
２ 出力端子部（第１の接続端子部）
３ 入力端子部（第２の接続端子部）
３ａ 入力端子（接続端子）
４ 半導体素子
５ 貫通孔
６ スリット
７ 金属箔
８ 凸部
９ 凹部
１０ 画像表示装置
２０ 表示パネル（第１の電気回路構体）
３０ シャーシ
４０ 回路基板（第２の電気回路構体）
５０ コネクタ
５３ 突起部
１００ フレキシブル基板

Claims (9)

1. 一方の端部に第１の接続端子部を、前記一方の端部の反対側に位置する他方の端部に第２の接続端子部を備え、
   前記第１の接続端子部が第１の電気回路構体に接続され、前記第２の接続端子部が第２の電気回路構体上に配置されたコネクタを介して前記第２の電気回路構体に接続されるフレキシブル基板であって、
   前記第２の接続端子部に配置された複数の接続端子間に、前記コネクタに形成された突起部が勘合する貫通孔が形成されていることを特徴とするフレキシブル基板。
2. 前記貫通孔の周囲が、前記接続端子の形成に用いられた金属箔で囲まれている請求項１に記載のフレキシブル基板。
3. 前記貫通孔が、前記第２の接続端子部から前記第１の接続端子部側に延出している請求項１または２に記載のフレキシブル基板。
4. 前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間に、前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部とを結ぶ方向に長いスリットが形成されている請求項１から３のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
5. 前記第２の接続端子部の側縁部に、前記コネクタに形成された係合部に係合される凸部が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
6. 前記第２の接続端子部の側縁部に、前記コネクタに形成された係合部に係合される凹部が形成されている請求項１から４のいずれか１項に記載のフレキシブル基板。
7. 請求項１から請求項６のいずれか１項に記載されたフレキシブル基板と、前記フレキシブル基板の前記第１の接続端子部と前記第２の接続端子部との間に搭載された半導体素子とを備えたことを特徴とする半導体装置。
8. 表示パネルと、前記表示パネルと接続された回路基板とを含む複数の電気回路構体を備え、前記電気回路構体が請求項１から６のいずれか１項に記載されたフレキシブル基板、または、請求項７に記載の半導体装置により接続されていることを特徴とする画像表示装置。
9. 前記表示パネルが金属製のシャーシの前面に、前記回路基板が前記シャーシの背面にそれぞれ配置され、前記フレキシブル基板の前記第１の接続端子部が前記表示パネルに固着され、前記フレキシブル基板の前記第２の接続端子部が前記回路基板上に配置されたコネクタに接続されている請求項８に記載の画像表示装置。

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