JP2012159615A - 電子デバイス - Google Patents
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Abstract
【課題】フレキシブル配線板の接続構造が損傷する虞を低減する。
【解決手段】
電子デバイスは、配線を有する素子基板20と、回路を有する回路基板50と、素子基板の少なくとも一辺20aで、その一端部が素子基板と重ねられるように配置されて回路と配線とを接続するフレキシブル配線板と、少なくともフレキシブル配線板10および素子基板20を挟んで配置され、素子基板20側に位置する当接部およびフレキシブル配線板10側に位置する押し付け部81と、当接部から素子基板20およびフレキシブル配線板10を越えて押し付け部81側へ延びたアーム部83と、アーム部83の押し付け部81側に配置されて、押し付け部81を当接部に向けて押し付ける弾性部84と、を有する。弾性部84は、アーム部に連結された固定端と押し付け部に当接された自由端とを有する板ばねであり、固定端と自由端は素子基板の一辺20aに沿う方向に並んで位置している。
【選択図】図1
【解決手段】
電子デバイスは、配線を有する素子基板20と、回路を有する回路基板50と、素子基板の少なくとも一辺20aで、その一端部が素子基板と重ねられるように配置されて回路と配線とを接続するフレキシブル配線板と、少なくともフレキシブル配線板10および素子基板20を挟んで配置され、素子基板20側に位置する当接部およびフレキシブル配線板10側に位置する押し付け部81と、当接部から素子基板20およびフレキシブル配線板10を越えて押し付け部81側へ延びたアーム部83と、アーム部83の押し付け部81側に配置されて、押し付け部81を当接部に向けて押し付ける弾性部84と、を有する。弾性部84は、アーム部に連結された固定端と押し付け部に当接された自由端とを有する板ばねであり、固定端と自由端は素子基板の一辺20aに沿う方向に並んで位置している。
【選択図】図1
Description
本発明は、電子デバイスに関し、特にフレキシブル配線板を実装した電子デバイスに関する。
近年の電子デバイスにおいて、可動部品への配線や空間的な制約がある場合などに、柔軟性のあるフレキシブル配線板が利用されている。フレキシブル配線板は、例えば、液晶パネル等のディスプレイパネル上に形成された配線と、パネルを駆動するドライバ回路基板との接続などに用いられている。
特許文献1には、U字状の断面を有するクリップを用いて、フレキシブル配線板と基板配線とを圧接して導通をとる構造が記載されている。具体的には、クリップは、曲げられたフレキシブル配線板に沿って湾曲したU字形状になっており、フレキシブル配線板を覆うように配置されている。
特許文献2には、クリップによる圧接接続を行う前の工程として、熱可塑性樹脂を用いてフレキシブル配線板と基板とを仮固定する実装構造が記載されている。これにより、両面テープや粘着テープを用いて仮固定を行う方法に比べて、工数の削減が可能となり、また、不良部品や故障部品を取り替える作業、いわゆるリワークの簡易化が可能となるとされている。
特許文献1に記載のクリップを用いてフレキシブル配線板を基板配線と圧接させる場合、圧接させる前にフレキシブル配線板と基板配線の位置合わせが成される。しかし、クリップ装着時にフレキシブル配線板が動いてしまい、位置ずれが生じ易いという課題がある。フレキシブル配線板が動いてしまう原因は、クリップの構造上、フレキシブル配線板の曲げ戻る弾性力に逆らってフレキシブル配線板を曲げながら、クリップをフレキシブル配線板に装着する必要があるからである。
また、クリップはフレキシブル配線板に沿って曲げられた形状であるため、クリップが、フレキシブル配線板を圧接して接続する部分以外の部分でも接触することがある。これにより、クリップの装着時に、フレキシブル配線板への荷重が圧接方向以外の方向へ加わることがある。このことも、フレキシブル配線板が動いてしまう一原因となる。
このようなフレキシブル配線板の位置ずれを防止するため、クリップでフレキシブル配線板を圧接して接続する前に、両面テープや粘着テープを用いてフレキシブル配線板と基板配線とを仮固定することがある。また、特許文献2によれば、両面テープや粘着テープの代わりに、仮固定用の部材として熱可塑性樹脂を用いてリワークの簡易化を図っている。しかし、仮固定をする必要があるため、電子デバイスのコストや製造工程が増え、さらには、リワークの際に仮固定用の部材を除去する工程が必要となってしまう。
また、特許文献1に記載のクリップは、フレキシブル配線板の湾曲に沿った形状になっている。そのため、装置の振動等によって、クリップがフレキシブル配線板を押し付ける必要がある部分以外の部分でフレキシブル配線板に接触して、フレキシブル配線板の接続構造、具体的にはフレキシブル配線板やクリップが損傷する虞があるという課題もある。
本発明は、上記課題の少なくとも1つを解決する電子デバイスを提供することにある。その目的の一例は、フレキシブル配線板の接続構造が損傷する虞を低減できる電子デバイスを提供することにある。
本発明に係る電子デバイスは、配線および該配線に接続された機能素子が設けられた素子基板と、回路が形成された回路基板と、前記素子基板の少なくとも一辺で、その一端部が前記素子基板と重ねられるように配置されて前記回路と前記配線とを電気的に接続するフレキシブル配線板と、を備える。電子デバイスは、少なくとも前記フレキシブル配線板および前記素子基板を挟んで配置され、前記素子基板側に位置する当接部および前記フレキシブル配線板側に位置する押し付け部と、前記当接部から前記素子基板および前記フレキシブル配線板を越えて前記押し付け部側へ延びたアーム部と、前記アーム部の前記押し付け部側に配置されて、前記押し付け部を前記当接部に向けて押し付ける弾性部と、を有する。前記弾性部は、前記アーム部に連結された固定端と前記押し付け部に当接された自由端とを有する板ばねであり、前記固定端と前記自由端は前記素子基板の前記一辺に沿う方向に並んで位置している。
本発明によれば、フレキシブル配線板の接続構造が損傷する虞を低減できる。また、弾性部の固定端と自由端とが素子基板の上記一辺に沿う方向に並んでいるため、弾性部はフレキシブル配線板から大きく離れることなく弾性力を確保することができるという利点もある。
以下、本発明の実施形態について説明する。本発明は、TCP(Tape Carrier Package)やCOF(Chip On Film)などのフレキシブル配線板(Flexible Printed Circuits:FPC)を実装した電子デバイスに有効である。特に、本発明は、FPC用コネクタの実装が困難であるガラス基板等の上にフレキシブル配線板を導通接続させる構造を有する電子デバイスに対して好ましく適用される。具体的には、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、FED(Field Emission Display)などのディスプレイパネルに有効である。
本発明の一実施形態の電子デバイスとして、FEDを例に挙げて、図1、図2を用いて以下に具体的に説明する。図1は、本発明の第1の一実施形態に係るFEDの一形態を示す図である。図1(a)はFEDの全体構成を示す概略図であり、図1(b)はフレキシブル配線板の接続部を示す詳細図である。図2は、フレキシブル配線板の接続部の詳細を示す分解斜視図である。
まず、FEDの全体的な構成について説明する。図1に示すように、FEDは、背面側の基板(以下、背面基板とも呼ぶ。)20と前面側の基板(以下、前面基板とも呼ぶ。)30と、を備えている。両基板20,30は、矩形状のガラス板からなることが好ましい。背面基板20と前面基板30は所定の間隔(例えば1〜2mmのギャップ)を置いて対向配置されている。背面基板20と前面基板30の間には、矩形の枠状の接合部材(不図示)が設けられている。両基板20,30と接合部材とによって密閉容器が形成されており、この密閉容器の内部は10-4Pa程度の高真空に維持されている。つまり、背面基板20、前面基板30および接合部材によって真空容器が形成される。接合部材には、例えば、低融点ガラスや低融点金属を用いることができる。
前面基板30の内面(真空容器の内部空間側に向けられた面)には、画像表示領域40に対応する位置に蛍光体などの発光体層(不図示)が設けられている。この発光体層は、赤、緑、青に発光する各種の発光体とマトリックス状の遮光体とを有することが好ましい。発光体層には、例えば、アルミニウムを主成分としてアノード電極として機能するメタルバック層(不図示)が形成されていても良い。表示動作時、メタルバック層にはアノード電圧が印可される。
一方、背面基板20の内面(真空容器の内部空間側に向けられた面)には、発光体層の発光体を励起する電子源として、それぞれが電子ビームを放出する多数の電子放出素子(不図示)が設けられている。これらの電子放出素子は、画素に対応して、マトリックス状に配列されている。なお、電子放出素子としては、例えば、表面伝導型電子放出素子や電界放出型電子放出素子などが適用できる。背面基板20の内面上には、電子放出素子と電気的に接続された多数本の配線60がマトリックス状に設けられており、配線60の端部は背面基板20の周辺部(真空容器の外部)にまで引き出されている。
FEDは、背面基板20の周辺部に形成された配線60と接続されるフレキシブル配線板10を備えている。フレキシブル配線板10は、背面基板20の周辺部に形成された配線60と同ピッチで配置された配線70を有している。真空容器の内部から引き出された配線60は、フレキシブル配線板10の配線70と接続されている。フレキシブル配線板10の配線70の、背面基板20の配線60と接続されていない方の端部は、ドライバ回路基板50に接続される。すなわち、フレキシブル配線板10に配された配線70を介して、ドライバ回路基板50と背面基板20の配線60とが接続される。図1に示すように、フレキシブル配線板10は、一端部が背面基板20と重ねられるように配置されており、ドライバ回路基板50の回路と、背面基板20の配線60とを電気的に接続する。
上記構成のFEDでは、画像を表示する場合に、メタルバック層を介して発光体層にアノード電圧を印可する。これとともに、ドライバ回路基板50から所望の電気信号を送ることで、電子放出素子から電子ビームを放出する。電子放出素子から放出された電子ビームはアノード電圧により加速して発光体に衝突する。これにより、各電子放出素子に対応する発光体が励起されて発光する。赤、緑、青に発光する各種の発光体を用いれば、カラー画像の表示が実現される。
上記実施形態のFEDは、FEDを機能させる機能素子として電子放出素子を用いた。これに限らず、本発明では、電子デバイスを機能させる機能素子は、フレキシブル配線板10の配線70と電気的に接続されるあらゆる素子を含有する。機能素子は、フレキシブル配線板と接続される素子基板、上記例では背面基板20に設けられ、当該素子基板に形成された配線と電気的に接続されている。当接部および押し付け部は、少なくともフレキシブル配線板および素子基板を挟んで配置され、当接部が素子基板側に位置し、押し付け部がフレキシブル配線板側に位置する。
次に、本発明に係るフレキシブル配線板10の接続の形態の一例について説明する。具体的には、背面基板20に形成された配線60と、フレキシブル配線板10の配線70とを、クリップ80を用いて接続する構成について説明する。
FEDにおいては、背面基板の配線60は、例えば、幅が40〜200μm、ピッチが100〜800μmで、アルミニウム、銅、銀などの金属材料によって背面基板20上に形成されている。この配線60上に酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化チタニウム、窒化タンタルなどの保護薄膜を設けることで、配線60の酸化等を防ぐことができる。背面基板20の材質は、強度や重量等に応じて選択され、例えば、厚さ0.5〜3mmのガラスが用いられる。
クリップ80は、押し付け部81、当接部82、アーム部83および弾性部84を有する。押し付け部81は、フレキシブル配線板10の一端部の、背面基板20とは反対側に配置されている。当接部82は、押し付け部81に対してフレキシブル配線板10および背面基板20を挟んで反対側に位置する。つまり、フレキシブル配線板10および背面基板20は、押し付け部81と当接部82とによって挟まれている。フレキシブル配線板10および背面基板20は、押し付け部81と当接部82とによって互いに圧接される。
アーム部83は、フレキシブル配線板10と重なっている背面基板の一辺20aに沿った縁辺方向において、フレキシブル配線板10の側方に配置されている。アーム部83は、当接部82から押し付け部81へ向けて延びている。図2では、フレキシブル配線板10の両側にアーム部83が設けられている。これに代えて、アーム部83はフレキシブル配線板10の側方に1つのみ設けられていても良い。
弾性部84は、アーム部83の、押し付け部側に配置されており、押し付け部81を当接部82に向けて押し付ける。弾性部84は、アーム部83から押し付け部81に向かうにつれて、フレキシブル配線板の側辺10aから中央に向けて延びる板バネである。より具体的には、弾性部84は、アーム部83に連結された固定端と押し付け部材81に当接された自由端とを有する板ばねであり、当該固定端と自由端とが背面基板20の一辺20aに沿う方向に並んで位置している。この構造では、弾性部84が背面基板の一辺20aに沿って延びているため、フレキシブル配線板10から大きく離れることなく、弾性部84の弾性力を確保することができるという利点がある。
少なくとも当接部82、アーム部83、弾性部84は、板金や線材の曲げ等によって一体としても良い。クリップ80を一体として形成することは、コストおよびサイズの点から好ましい。ただし、それぞれの部分が別部品で構成されても良く、その場合には、溶接、ネジ固定、接着等の方法で、互いに部品が固定される。弾性部84の変形の際に押し付け部81に過度な変形が加わらないようにし、さらに弾性部84が自由に変形できるようにするという観点から、押し付け部81は、当接部82、アーム部83および弾性部84とは別部品であることが好ましい。また、1つのクリップ80にて複数のフレキシブル配線板10を固定する構造も可能であり、このことは部品点数の削減という点で好ましい。
押し付け部81は、押し付ける必要がある箇所、すなわちフレキシブル配線板10の配線70の上に配され、フレキシブル配線板10を背面基板20に押し付ける。図2においては、1つのフレキシブル配線板10に対して1つの押し付け部81が対応しているが、これに限られない。1つのフレキシブル配線板10に対して、押し付け部81は複数の部分から構成されても良い。さらに、1つの押し付け部81が複数のフレキシブル配線板10を押し付ける構成であっても良い。すなわち、押し付け部81は、押し付ける必要がある全ての配線70上に配されていれば、その形状等は限定されない。押し付け部81の変形が大きいと、フレキシブル配線板10上の各配線70に加わる荷重(以下、押し付け荷重とも呼ぶ。)の分布にばらつきが生じたり、一部の配線70のみが圧接されたりすることがある。そのため、押し付け部81は、押し付け荷重の分布に応じて、厚み、幅、材質を決定して剛性のある(変形の小さい)構造とすることが好ましい。押し付け荷重の分布のばらつきを低減するために、フレキシブル配線板10と押し付け部81との間に緩衝材(不図示)が設けられていても良い。
図1および図2では、フレキシブル配線板10の両側に配された各々のアーム部83に支持された2つの弾性部84が、フレキシブル配線板10上に設けられた1つの押し付け部81を押し付ける構成となっている。このような構成においては、弾性部84は、フレキシブル配線板の側辺10aから測って、フレキシブル配線板10の幅の略1/4のところに位置する押し付け部81を2箇所押し付けることが好ましい。この位置を弾性部84が押すことで、押し付け部81の変形に起因する押し付け荷重の分布のばらつきを更に低減することが可能となる。
弾性部84は、アーム部83と押し付け部81との間に設けられ、押し付け部81を背面基板20に押し付ける。弾性部84は、板バネであるため、アーム部83と一体の板金で成形することが可能となり、コストやサイズの点から好ましい。弾性部84としての板バネの幅、長さ、厚みおよび材質等は、押し付け荷重、弾性係数、発生応力等を考慮して適宜設定する。板バネの材質としては、バネ鋼や、リン青銅などの延性材料が好ましく使われる。弾性部84の厚みや材質は、当接部82やアーム部83と一体として曲げ成形される場合は、これらの部分82,83の制約も考慮して決定される。弾性部84は、押し付け部81と接する側とは反対側の方向に変形することで、弾性力が生じて、押し付け部81を背面基板20に押し付ける。押し付ける際の変形量が小さい(弾性係数が大きい)と、製造ばらつきなどの交差や取り付け位置精度などによって、押し付け荷重の分布のばらつきの原因となりやすい。そのため、弾性部84の弾性係数を小さくして押し付け時に大きく変形する構造とする方が、信頼性の高い接続構造を実現できる。
ここで、板バネの厚さを薄くすれば、弾性係数を小さくすることは可能である。しかし、薄くすることによって板バネの強度は低下するので、降伏応力以下に抑えるために一定以下の厚さにすることは困難である。そこで、板バネが延在する方向は、背面基板の縁辺20aに沿った方向とすることが好ましい。これにより、板バネのサイズを大幅に増大することなく、背面基板20からの突出量を抑えた状態(背面基板20からより遠方に離れることのない状態)で、板バネの長さを長くすることが出来る。したがって、容易に弾性係数を小さくすることができるという利点がある。すなわち、弾性部84のサイズを大幅に増大することなく弾性部84の変形量を大きくして、信頼性の高い接続構造を実現することが可能となる。
図1および図2に示す形態では、当接部82は、背面基板20の配線60が形成されている面の反対の面に当接する。押し付け荷重や発生応力等に応じて、当接部82が当接する面積や位置は適宜設定される。当接部82が押し付け部81によって押し付けられる領域の反対側に相当する位置に当接することで、押し付けによる背面基板20の曲げ変形を抑えることが出来る。
当接部82は、背面基板20に接している必要は無く、押し付け部81に対して少なくともフレキシブル配線板10および背面基板20を挟んで反対側に位置していれば良い。具体的な一例として、背面基板20に対してフレキシブル配線板10とは反対側に別のプレート(不図示)が存在していれば、当接部82は当該プレートと接していても良い。この場合、押し付け部81と当接部82とによって、このプレートと背面基板20とフレキシブル配線板10とが挟まれた状態になる。
アーム部83は、当接部82から背面基板20の配線60が形成されている面の上にまで延在し、弾性部84を支持する。アーム部83は、発生応力を考慮して、幅、厚みおよび材質等が決定される。ただし、アーム部83が、弾性部84や当接部82と一体の部材として成形される場合には、これらの部分82,84の制約も考慮して決定される。また、背面基板20の縁辺20aに沿って複数のフレキシブル配線板10が並べられている場合、アーム部83は、互いに隣接するフレキシブル配線板10同士の間に配されることが好ましい。この場合、各々のアーム部83は弾性部84を支持しており、当接部82、押し付け部81、アーム部83および弾性部84によってフレキシブル配線板10が通された複数の空間が形成される。隣接するフレキシブル配線板10の間隔は、例えば、FEDにおいては2mm〜15mm程度である。そのため、アーム部83の幅は、上記間隔よりも小さくして、フレキシブル配線板10と接触しないように設定される。
フレキシブル配線板10は、例えば、COFやTCPなどの集積回路が実装された配線板であり、配線60と同ピッチの配線70を有している。フレキシブル配線板10は、一般的に、厚み10〜50μmのフィルム状のベースフィルムを基材とし、その上に厚み10〜50μm程度の銅などの導体箔にて配線70が形成され、ポリイミド膜などのカバーレイ(絶縁体層)で覆われて構成される。配線70にバンプ(突起)処理を施して、より確実に導通を確保することも可能である。特に、背面基板20の配線60に絶縁物による保護薄膜が形成されている場合には、保護薄膜を貫通して導通を確保するためにバンプ(突起)処理を施すことが好ましい。
次に、上記のクリップ80を用いて、フレキシブル配線板10を背面基板20に固定する方法について説明する。フレキシブル配線板10の一端部は、押し付け部81と基板20との間に配置され、クリップ80による押し付け荷重によって背面基板20へ圧接される。これにより、背面基板20の配線60とフレキシブル配線板10の配線70とが接続される。フレキシブル配線板10は、押し付け部81、当接部82、アーム部83および弾性部84によって形成される空間を通して配置されている。言い換えれば、フレキシブル配線板10は、押し付け部81、当接部82、アーム部83および弾性部84によって囲まれている。
本構成によれば、背面基板20に対するフレキシブル配線板10の位置決め後にフレキシブル配線板10が位置ずれすることを防止することができる。具体的には、フレキシブル配線板10が通される空間が確保されているため、フレキシブル配線板10を曲げずに真っすぐに維持したままクリップ80の装着が可能となる。したがって、クリップ80の装着時にフレキシブル配線板10の曲げ戻ろうとする弾性力が生じないため、フレキシブル配線板10の位置ずれを防止することができる。さらに、アーム部83がフレキシブル配線板10の側方に退避しており、フレキシブル配線板10とクリップ80とが、押し付け部81以外で接触しない構造となっている。そのため、FEDの振動等によってもクリップ80がフレキシブル配線板を損傷させる虞が低減される。さらに、クリップ80の装着時に、フレキシブル配線板10の押し込み方向以外に荷重が加わらず、フレキシブル配線板10の位置ずれを防止することができるという利点もある。これにより、フレキシブル配線板10を背面基板20に対して位置決めした後に、仮固定をすることなく、クリップ80によって接続することが可能となる。したがって、仮固定を必要とする接続構造と比較すると、FEDの製造コスト、製造工数を削減することができる。また、仮固定が不要であるため、フレキシブル配線板10を背面基板20から外すことも容易になり、リワーク性に優れたFEDを提供することができる。
次に、上記FEDを備え、所望の画像を表示するための画像表示装置の構造について説明する。画像表示装置は、外部からの衝撃によるFEDの破損を防ぐ目的等のため、背面基板20の背面側(真空容器の内部空間とは反対側)の面に金属製のシャーシ(不図示)を備えていることが好ましい。上記シャーシは、強度、剛性、重量、放熱性能などを考慮して適宜設計され、例えば、アルミニウムや鉄、マグネシウム等の金属板から構成される。また、上記シャーシは、画像表示に必要な回路基板や画像表示装置を支持するスタンドなどを固定するための固定部材として機能させても良い。このような回路基板には、例えば、アノード電圧を印可する電源回路基板や、画像信号に所定の処理を施す画像処理回路などがある。また、フレキシブル配線板10に接続されたドライバ回路基板50も、このシャーシに固定することができる。フレキシブル配線板10をU字状に曲げることで、ドライバ回路基板50は背面基板20の背面側に配置することが可能であり、この場合、画像表示装置のサイズを抑えることができるという利点がある。
一方、前面基板30の前面側(真空容器の内部空間とは反対側)の面には、いくつかの機能フィルムが配されていても良い。機能フィルムには、例えば、外部光の表面反射を抑える反射防止フィルムや、FED表面の帯電を抑えるASフィルム等がある。また、必要に応じて、外部からの衝撃によるFEDの破損を防ぐことを目的とした保護板を配置することも可能である。この保護板は、例えば、厚さ1mm〜5mmのガラスやポリカーボネート板が用いられる。
画像表示装置は、上記構成に加えて、見栄えを良くするための外装カバーや、スピーカーおよびスタンドなどを備えていても良い。
以下、具体的な実施例について説明する。まず、下記実施例1〜3に共通の事項について説明する。
本実施例においては、図1に示すような、対角55インチのFEDを用いた。FEDの電子放出素子として、表面伝導型電子放出素子を用いている。このFEDは、画素数1920×1080のフルハイビジョンパネルである。それぞれの電子放出素子は、銅によって形成された配線60と接続されている。これらの配線60の中には走査配線と信号配線とがあり、それぞれの電子放出素子は走査配線と信号配線のそれぞれに接続されている。走査配線と信号配線は、それぞれ、FEDを構成する基板20,30の左右の端部または上下の端部にまで引き出されている。走査配線の、フレキシブル配線板10との接続部となる部分は、幅が110μm、ピッチが430μmにて形成されている。また、信号配線の、フレキシブル配線板10との接続部となる部分は、幅が50μm、ピッチが160μmにて形成されている。背面基板20および前面基板30の厚みは両方とも1.8mmであり、背面基板20と前面基板30との間隔は1.6mmである。
フレキシブル配線板10としては、走査配線に接続されるものと、信号配線に接続されるものの2種類が用意される。これらのフレキシブル配線板は、ともに、厚み50μmのベースフィルム上に銅箔にて配線70が形成されており、厚み50μmのポリイミドにてカバーレイ(絶縁体層)が構成されている。フレキシブル配線板10の幅は、ともに42mmである。走査配線に接続されるフレキシブル配線板10は、幅が220μm、ピッチが430μmの配線70を90ライン有し、背面基板20の左右の端部にそれぞれ12個接続されている(図1では7個のみ描かれている)。背面基板20の左右の各辺に沿ってフレキシブル配線板10が並んでおり、これらのフレキシブル配線板10同士の間隔は約15mmである。また、信号配線に接続されたフレキシブル配線板10は、幅が45μm、ピッチが160μmの配線70を240ライン有し、背面基板20の下端に24個接続されている(図1では12個のみ描かれている)。背面基板20の下辺に沿って並べられたフレキシブル配線板10同士の間隔は約8mmである。ドライバ回路基板50は、コネクタを介してフレキシブル配線板10と接続されている。なお、図1においては、フレキシブル配線板10の数は、簡略化して描かれていることに留意されたい。
本実施例においては、信号配線(配線60)にフレキシブル配線板10を接続する構成について詳細に説明する。ただし、走査配線とフレキシブル配線板10との接続についても同様の構成であって良い。ただし、各構成部の寸法等は適宜設定される。
[実施例1]
本実施例では、図1及び図2に示すFEDを作成した。なお、図2において、配線60,70の数は簡略化して描かれている。
本実施例では、図1及び図2に示すFEDを作成した。なお、図2において、配線60,70の数は簡略化して描かれている。
クリップ80の、当接部82、アーム部83および弾性部84は、一体として形成されている。詳細には、クリップ80は、厚さ1.0mmのリン青銅を、レーザー加工を用いて切断したのち、曲げ加工によって図2に示すような形状とされる。アーム部83の幅は3mmとした。フレキシブル配線板10を挟んで互いに隣接する2つのアーム部83の間隔を44mmとした。本形状によって、幅42mmのフレキシブル配線板10を2つのアーム部83の間に配置することが可能となる。また、互いに隣接するフレキシブル配線板10の間(間隔8mm)に、一方のフレキシブル配線板10を圧接するクリップ80と、他方のフレキシブル配線板10を圧接するクリップ80とに対応する2つのアーム部83が配置される。弾性部84は、基板20の縁辺20aに沿った方向に長く延びた板バネ形状とした。板バネの幅は2mmであり、長さは12mmである。当接部82は、8mm×50mmの矩形状に形成されている。また、押し付け部81は、当接部82、アーム部83および弾性部84とは別部材とし、エポキシ系の接着剤によって弾性部84と固定されている。押し付け部81は、厚さ2mmのステンレス板を幅4mm、長さ44mmに切断加工して形成されている。押し付け部81の、フレキシブル配線板10と接する面に、厚さ0.5mmのシリコーン系ゴム製の緩衝材を両面テープで接着して、押し付け部81を複層構造とした。
次に、実施例1のクリップ80を用いてフレキシブル配線板10を背面基板20に接続する方法について説明する。まず、クリップ80の、押し付け部81と当接部82との間の間隔を押し広げ、この間隔で規定される空間に背面基板20の縁辺20aが位置するように配される。その後、フレキシブル配線板10を、押し付け部81、当接部82、アーム部83および弾性部84とで囲まれる空間を通し、次に、フレキシブル配線板10の一端部(背面基板の配線60との接続部)を押し付け部81と背面基板20との間に配置する。フレキシブル配線板10を所定の位置に配置し、背面基板の配線60とフレキシブル配線板の配線70との位置を合わせた後、押し付け部81と当接部82との間の間隔の押し広げを解放する。このようにして、押し付け部81がフレキシブル配線板10を背面基板20に押し付け、フレキシブル配線板10の配線70と背面基板20上の配線60とが接続される。なお、上述したように、フレキシブル配線板10は、曲げずに真っすぐに維持したまま作業を行うことができる。同様にして、クリップ80を24個使用し、すべてのフレキシブル配線板10をクリップ80にて固定する。
本実施例で作成したFEDを用いて、フレキシブル配線板10の配線70と背面基板の配線60とが位置ずれしていないかを、オープンショート試験にて確認した。その結果、両配線60,70の位置ずれは無く、所定の位置にフレキシブル配線板10が実装されていることが確認できた。また、上記FEDを用いて画像表示装置を作成したところ、所望の画像表示が可能であり、また、長期にわたって安定な表示画像を得ることができた。次に、フレキシブル配線板10の取り外しを行ったところ、クリップ80を押し広げるだけで容易に取り外しが可能であり、リワーク性の良さを確認することができた。また、クリップ80について、押し広げ時の応力の測定と取り外し後の形状の測定を行った結果、発生応力を降伏応力以下に抑えることが出来ており、クリップ80の塑性変形は生じていないことを確認できた。
[実施例2]
実施例2では、図3に示す構成によってフレキシブル配線板10が固定されている。図3(a)は、フレキシブル配線板10の接続部付近の分解斜視図であり、図3(b)は当該接続部付近の斜視図である。なお、図3において、配線60,70の数は簡略化して描かれている。
実施例2では、図3に示す構成によってフレキシブル配線板10が固定されている。図3(a)は、フレキシブル配線板10の接続部付近の分解斜視図であり、図3(b)は当該接続部付近の斜視図である。なお、図3において、配線60,70の数は簡略化して描かれている。
本実施例においては、1つのクリップ80にてフレキシブル配線板10を4つ固定できるように構成した。クリップ80は、アーム部83を複数有する。フレキシブル配線板10は、背面基板20の縁辺20aに沿って複数並べられている。実施例1と同様に、当接部82、アーム部83および弾性部84を一体として形成した。詳細には、クリップ80は、厚さ1.0mmのリン青銅を、レーザー加工を用いて切断したのち、曲げ加工にて図3に示す形状とされている。アーム部83は、5本形成されており、両端の2本は幅を3mmとし、それ以外の3本は幅を6mmとした。アーム部83は、背面基板20の縁辺20aに沿って、フレキシブル配線板10同士の間に位置するように並べられている。互いに隣接するアーム部83間の間隔は44mmである。弾性部84は、実施例1と同じ形状とした。1つのフレキシブル配線板10に対して2本の弾性部84が設けられており、計8本の弾性部84が設けられている。当接部82は、8mm×200mmの矩形状に形成されている。当接部82は、各々のアーム部83を連結するように、背面基板20の縁辺20aに沿って延びている。これにより、1つのクリップ80にて複数のフレキシブル配線板10を固定することができる。また、押し付け部81は、厚さ2mmのステンレス板を、幅4mmおよび長さ44mmに切断加工して形成されている。押し付け部81は、フレキシブル配線板10の一端部(背面基板の配線60との接続部)に予め接着されている。このように、押し付け部81は必ずしもクリップ80の一部分である必要は無い。押し付け部81をフレキシブル配線板10に接着する接着剤としては、シリコーン系接着剤を用いた。シリコーン接着剤の厚さは0.5mmとした。シリコーン接着剤を用いることで、シリコーンの緩衝効果により、押し込み荷重のばらつきを低減することができる。
次に、実施例1のクリップ80を用いたフレキシブル配線板10の固定の方法について説明する。クリップ80は、すべての弾性部84と当接部82との間を押し広げて、背面基板20下辺の所定位置に配される。その後、フレキシブル配線板10に接着された押し付け部81を、弾性部84と背面基板20との間に配置する。フレキシブル配線板10を所定の位置に配置し、背面基板の配線60とフレキシブル配線板の配線70の位置を合わせた後、クリップ80の押し広げを解放する。これにより、押し付け部81がフレキシブル配線板10を基板20に押し付け、フレキシブル配線板10の配線70と基板20上の配線60とが接続される。なお、フレキシブル配線板10は、曲げずに真っすぐに維持したまま作業を行うことができる。同様にして、クリップ80を6個使用し、24個すべてのフレキシブル配線板10をクリップ80にて固定する。
本実施例で作成したFEDを用いて、実施例1と同様に、フレキシブル配線板10の配線70と背面基板の配線60とが位置ずれしていないかを、オープンショート試験にて確認した。その結果、両配線60,70の位置ずれは無く、所定の位置にフレキシブル配線板10が実装されていることが確認できた。また、上記FEDを用いて画像表示装置を作成したところ、所望の画像表示が可能であり、また、長期にわたって安定な表示画像を得ることができた。次に、フレキシブル配線板10の取り外しを行ったところ、クリップ80を押し広げるだけで容易に取り外しが可能であり、リワーク性の良さを確認することができた。また、クリップ80について、押し広げ時の応力の測定と取り外し後の形状の測定を行った結果、発生応力を降伏応力以下に抑えることが出来ており、塑性変形は見られないことを確認できた。
また、1つのクリップ80を用いて複数のフレキシブル配線板10を固定するができるため、クリップ80の部材点数の削減が可能となる。そのため、実施例1のFEDと比較すると、工数や製造コストの削減が実現できる。
[実施例3]
本実施例では、図4に示す構成にてフレキシブル配線板10の接続を行った。図4(a)は、フレキシブル配線板の接続部の分解斜視図であり、図4(b)は当該接続部の斜視図である。なお、図4において、配線60,70の数は簡略化して描いている。
本実施例では、図4に示す構成にてフレキシブル配線板10の接続を行った。図4(a)は、フレキシブル配線板の接続部の分解斜視図であり、図4(b)は当該接続部の斜視図である。なお、図4において、配線60,70の数は簡略化して描いている。
本実施例においては、クリップ80の、当接部82、アーム部83および弾性部84が、線材を用いて一体形成されている。詳細には、φ1.5mmのリン青銅を、曲げ加工にて図4に示す形状とした。フレキシブル配線板10は、背面基板20の縁辺20aに沿って複数並べられており、アーム部83はそれぞれのフレキシブル配線板10同士の間に位置している。各アーム部83は2つの弾性部84を支持しており、一方のアーム部83と他方のアーム部83とは、隣り合う2つのフレキシブル配線板10をそれぞれ1箇所ずつ押し付ける。言い換えれば、フレキシブル配線板10上の押し付け部81は、その両側に配置された2つのクリップ80によって、それぞれ1箇所ずつ押し付けられる。弾性部84は、背面基板20の縁辺20aに沿った方向に長く延びた板バネ形状とし、板バネの長さを12mmとした。アーム部83および当接部82は、2本の上記線材によって形成されている。アーム部83の長さは5mm、当接部82の長さは8mmとした。押し付け部81は厚さ2mmのステンレス板を幅4mm、長さ44mmに切断加工して形成されており、フレキシブル配線板10の一端部にあらかじめ接着されている。ここで用いられた接着剤は、シリコーン系接着剤である。シリコーン接着剤の厚さは0.5mmとした。
次に、実施例3のクリップ80を用いたフレキシブル配線板10の接続について説明する。まず、弾性部84と当接部82との間を押し広げて、クリップ80を背面基板20の所定位置に配する。その後、フレキシブル配線板10に接着された押し付け部81を、弾性部84と背面基板20との間に配置する。フレキシブル配線板10を所定の位置に配置し、背面基板の配線60とフレキシブル配線板の配線70の位置を合わせた後、クリップ80の押し広げを解放する。これによって、押し付け部81がフレキシブル配線板10を背面基板20に押し付け、フレキシブル配線板10の配線70と基板20上の配線60とが接続される。なお、フレキシブル配線板10は、曲げずに真っすぐに維持したまま作業を行うことができる。同様にして、クリップ80を24個使用し、すべてのフレキシブル配線板10をクリップ80にて固定する。
本実施例で作成したFEDを用いて、実施例1と同様に、フレキシブル配線板10の配線70と背面基板の配線60の位置ずれが生じていないかを、オープンショート試験にて確認した。その結果、両配線60,70の位置ずれは無く、所定の位置にフレキシブル配線板10が実装されていることが確認できた。また、上記FEDを用いて画像表示装置を作成したところ、所望の画像表示が可能であり、また、長期にわたって安定な表示画像を得ることができた。次に、フレキシブル配線板10の取り外しを行ったところ、クリップ80を押し広げるだけで容易に取り外しが可能であり、リワーク性の良さを確認することができた。また、クリップ80について、押し広げ時の応力測定と取り外し後の形状測定を行った結果、発生応力を降伏応力以下に抑えることが出来ており、塑性変形は見られないことを確認できた。
また、実施例3では、クリップ80を線材で形成することで、実施例1に対してクリップ80の部材コストを削減することができた。
上記実施形態および実施例では、フレキシブル配線板と背面基板との間の接続構造について詳細に説明した。しかし、FEDの構成によっては、フレキシブル配線板は前面基板と接続されていても良い。この場合にも上記実施形態および実施例と同様の接続構造を適用することができる。また、本発明は、FEDに限らず、フレキシブル配線板と基板とを圧接した状態で接続する構造を有する電子デバイス全般に適用できる。
10 フレキシブル配線板
20 背面基板
81 押し付け部
82 当接部
83 アーム部
84 弾性部
20 背面基板
81 押し付け部
82 当接部
83 アーム部
84 弾性部
Claims (8)
- 配線および該配線に接続された機能素子が設けられた素子基板と、回路が形成された回路基板と、前記素子基板の少なくとも一辺で、その一端部が前記素子基板と重ねられるように配置されて前記回路と前記配線とを電気的に接続するフレキシブル配線板と、を備える電子デバイスであって、
少なくとも前記フレキシブル配線板および前記素子基板を挟んで配置され、前記素子基板側に位置する当接部および前記フレキシブル配線板側に位置する押し付け部と、
前記当接部から前記素子基板および前記フレキシブル配線板を越えて前記押し付け部側へ延びたアーム部と、
前記アーム部の前記押し付け部側に配置されて、前記押し付け部を前記当接部に向けて押し付ける弾性部と、を有し、
前記弾性部は、前記アーム部に連結された固定端と前記押し付け部に当接された自由端とを有する板ばねであり、前記固定端と前記自由端は前記素子基板の前記一辺に沿う方向に並んで位置していることを特徴とする電子デバイス。 - 少なくとも前記当接部、前記アーム部および前記弾性部は一体に形成されている、請求項1に記載の電子デバイス。
- 前記押し付け部は前記フレキシブル配線板に固定されている、請求項1または2に記載の電子デバイス。
- 前記アーム部は、前記素子基板の前記一辺に沿った縁辺方向における前記フレキシブル配線板の側方に配置されており、
前記弾性部は、前記アーム部から前記押し付け部に向かうとともに、前記フレキシブル配線板の前記側方から前記縁辺方向における前記フレキシブル配線板の中央に向けて延びた部分を有している、請求項1から3のいずれか1項に記載の電子デバイス。 - 前記アーム部は、前記縁辺方向における前記フレキシブル配線板の両側に配置されており、
前記弾性部は、各々の前記アーム部から前記フレキシブル配線板の前記中央に向けて延びており、
前記当接部、前記押し付け部、前記アーム部および前記弾性部によって前記フレキシブル配線板が通された空間が形成されている、請求項4に記載の電子デバイス。 - 前記フレキシブル配線板と前記アーム部とを複数有し、
前記当接部、前記押し付け部、前記アーム部および前記弾性部によって、各々の前記フレキシブル配線板が通された複数の空間が形成されている、請求項5に記載の電子デバイス。 - 前記当接部は、各々の前記アーム部を互いに連結するように、前記素子基板の前記一辺に沿って延びている、請求項5または6に記載の電子デバイス。
- 前記回路基板は前記素子基板の前記配線が形成された面とは反対側に設けられており、
前記回路基板の前記回路が形成された面は、前記素子基板の前記配線が形成された面とは反対に向けられており、
前記フレキシブル配線板はU字状に曲げられている、請求項1から7のいずれか1項に記載の電子デバイス。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011018211A JP2012159615A (ja) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 電子デバイス |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011018211A JP2012159615A (ja) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 電子デバイス |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012159615A true JP2012159615A (ja) | 2012-08-23 |
Family
ID=46840200
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011018211A Pending JP2012159615A (ja) | 2011-01-31 | 2011-01-31 | 電子デバイス |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2012159615A (ja) |
-
2011
- 2011-01-31 JP JP2011018211A patent/JP2012159615A/ja active Pending
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