JP6171778B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

この発明は、本発明は、ガラス基板の端部にフレキシブル配線基板を実装した表示装置に関するものであり、特に液晶表示措置や有機ＥＬ表示装置などに好適に使用することができる。

ＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）技術を用いた液晶表示装置などでは、図６に示すようにｘ方向に伸びた長尺状のフレキシブル配線基板５（以後、ＦＰＣと称す。ＦＰＣ：Ｆｌｅｘｉｂｌｅ Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）を液晶パネル７に接続する場合が多い。その場合、ＦＰＣ５の表面カバーレイ末端部Ｂ（ガラス基板端面に対向する末端）と液晶パネル７のガラス基板の面取り領域端部Ｄの間隙に端子露出部（図６および図７で示したＢ−Ｄ間）が発生する（特許文献１、図１参照）。この露出した端子（めっき部）の腐食防止のためにこの部分に樹脂２４を塗布する（特許文献１、図５参照）。
なお、以降の説明ではＦＰＣ５の“表面”は液晶パネル７との接続端子（配線用導体）１３ａが設けられた面側、“裏面”はカバーレイ１１が設けられた面側を表すものとする。

一方、図６で図示したIII方向から見た断面図である図７に記載のように、従来の３層材ＦＰＣ５は、その層構成において、表面カバーレイ１０とパネル接続端子（配線用導体）１３ａ間、および裏面カバーレイ１１とベースフィルム１２間のカバーレイ接着剤層１６、さらにベースフィルム１２の両面のベースフィルム接着剤層１５が存在する（特許文献２、段落００５０参照）。
接着剤を用いない２層材時にはこのベースフィルム接着剤層１５は存在しない。（特許文献２、段落００５７参照）。

ここで図７で示す液晶パネル７の一方の基板材料であるガラスの線膨張係数は約４ｐｐｍ/Ｋ程度、ＦＰＣ５のベースフィルム１２やカバーレイ（１０、１１）で一般的なポリイミドは１６〜１８ｐｐｍ/Ｋ程度、さらにそれらを接着させるカバーレイ接着剤１６やベースフィルム接着剤１５は１００ｐｐｍ/Ｋ程度以上とかなり大きい。このことは、低温と高温を繰り返す熱衝撃試験ではＦＰＣ５が収縮と膨張を繰り返し、ガラス基板４に固定されたＦＰＣ５は図６のＷ方向（ＦＰＣの長尺方向）の両端に特にストレスがかかりやすいことを意味する。

特開２００７−２８１３７８号公報（図１、図５） 特開２０１１−９２７０号公報（段落００５０、段落００５７） 特開２００５−３１１１０６号広報（図２）

こうしたストレス緩和の手段として様々な手法が取られているが、卑近な例として（１）図７のベースフィルム接着剤層１５が無い２層材の採用、（２）図７のＢ−Ｃ間の間隙を波型にする（特許文献３、図２参照）、（３）図７の裏面カバーレイ１１を削除する、といったことが挙げられる。

しかしながら、上記（１）の２層材は一般的に３層材と比較するとコストが高い、（２）のＢ−Ｃ間距離を波型にすると、図７のＥ−Ｄ間のオーバーラップ量を大きめに確保する必要があり狭額縁設計に不利、（３）の裏面カバーレイ１１を削除すると、例えば表示装置用バックライトユニット交換時のように一度バックライトユニットの背面側に折り曲げたＦＰＣを元のように平面状態に戻すと、図７のＥ−Ｄ間のパネル接続端子１３ａにストレスがかかり断線のリスクが増大するため、当該ＦＰＣを実装した液晶パネルの再利用が困難になる、といった問題がある。

一方、図８の（ａ）と（ｂ）に、図６の鎖線で囲んだ領域で示した接続領域抜粋２０の拡大模式図を示した。図８の（ｂ）の例は図８（ａ）の例と比較して、裏面カバーレイ１１の末端部Ａの位置は変えずに上記Ｂ−Ｄ間の距離が大きくなっている。ここで温度変化によるＦＰＣ５の伸縮量：△（図８にて△１、△２で図示）は、Ｂ−Ｄ間距離を長くすることによって、ＦＰＣ５の表面カバーレイ１０領域が狭くなり結果的に接着剤層領域が小さくなり、△１＞△２となる。
また、温度変化によるパネル接続端子１３ａの屈曲角θについて考察すると、図８の（ｂ）のようにＢ−Ｄ間距離を長くした場合の屈曲角θ２、Ｂ−Ｄ間距離が短い場合の屈曲角θ１として両者を比較すると、θ１＞θ２となることから、Ｂ部の表面カバーレイ１０の末端部のパネル接続端子１３ａにかかるストレスも同様の関係になる。
（なお、微小変化を示す符号として図には、ギリシャ文字のデルタを用いるが、本明細書中には、ギリシャ文字のデルタに代えて△を使用する。）

ところで、この表面カバーレイ１０の末端部Ｂは、図７の符号１４で示すように表面処理として一般的によく使われるＮｉ（ニッケル）とＡｕ（金）めっき部の端部でもあり、応力集中が発生しやすくなる。特に図６のＦＰＣ５の長さＷが長くなると、この応力集中が大きくなり、場合によっては断線に至る。

しかしながら、Ｂ−Ｄ間距離をあまりにも離すと、腐食防止のために塗布する（特許文献１、図５参照）絶縁性樹脂２４の量が多くなる、あるいは（樹脂の濡れ性の問題で）現時的にできなくなっていまい、応力緩和と相矛盾する関係になる。

この発明に係る表示装置は、ドライバ回路を具備するとともに該ドライバ回路に接続する複数の接続用端子が列状に形成されたガラス基板と、前記接続用端子に対応して複数のパネル接続端子を有する長尺状のＦＰＣが前記ガラス基板に実装された表示装置であって、
前記ＦＰＣはベースフィルム、ベースフィルム接着材、カバーレイおよび配線用導体を具備し、前記実装状態において前記ＦＰＣは前記カバーレイのガラス基板端面に対向する末端部と前記ガラス基板の面取り領域端部の間に間隙を有しており、前記間隙は絶縁性樹脂で被覆されており、前記ＦＰＣの中央部における前記間隙は、両端部における前記間隙と比較して狭くなっていることを特徴とする。

本発明によれば、長尺ＦＰＣの両端部のストレス緩和のためにガラス端−ＦＰＣのカバーレイ末端部間の間隙を広くする必要が生じた場合でも特段樹脂量が増えることなく、ＦＰＣ断線に対する耐性が向上する。

本発明に係る実施の形態１における表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状況示す構成図である。 本発明に係る実施の形態１における表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状態を示す断面図である。 ガラス基板の面取り領域端部とＦＰＣの表面カバーレイの末端の間隙（めっき部）に絶縁性樹脂を塗布する概略図である。 本発明に係る実施の形態２における表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状況示す構成図である。 本発明に係る実施の形態２における表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状態を示す断面図である。 従来の表示装置における液晶パネルとＦＰＣの構成を表す上面図である。 従来の表示装置における液晶パネルとＦＰＣの構成を表す断面図である。 従来の表示装置における端子にかかる温度変化による遷移量を示した簡単なモデル図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。

実施の形態１．
図１は、本発明に係る実施の形態１における液晶表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状況示す構成図であり、液晶パネル７のガラス基板４端部の面取り処理の様子が見やすいようにＦＰＣ取り付け前の構成を示している。図２は、図１にて示した液晶パネル７に対し、ＦＰＣ５を所定の位置に（矢印⇒で示されたｙ方向に所定の幅を持って重なるように）実装して、液晶表示装置として組み立てた場合のＦＰＣ取り付け状態を示す断面図である。図２の（ａ）は図１中央の一点鎖線で示した位置にてIV方向から見た断面、図２の（ｂ）は同図右側の一点鎖線で示した位置にてIII方向から見た断面をそれぞれ図示したものである。

ここで、図１に付記したように上記ｙ方向とは長尺状のＦＰＣ５の高さＨの方向である（符号ＨはＦＰＣ５の短辺方向の寸法を表す）。ガラス基板４内のソースドライバＩＣ３やゲートドライバＩＣ６からの引き出し配線（非図示）は、それに対応するガラス基板側の接続用端子１７に配線される。該接続用端子１７は、それに対応してＦＰＣ５内にその長尺方向に配列するように設けられた複数のパネル接続端子１３ａとＡＣＦ接続される。前記複数のパネル接続端子１３ａは、ＦＰＣ５内で上記引き出し配線に対応する配線用導体１３ｂに接続されている。

ここで図１では前記複数のパネル接続端子１３ａの配列方向をｘ方向として付記しおり、ＦＰＣ５の長尺方向の幅方向と同一である。また図１の符号ＷはＦＰＣ５の長尺方向の寸法を現す。ここでＡＣＦとは異方性導電フィルム（以降ＡＣＦ：Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｉｃ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｅ Ｆｉｌｍと称す）略称であり、ガラス基板とＦＰＣのパネル接続端子間を接続する一般的な技術である。

図１に示したようにガラス基板４は、その中央部からその端部方向にかけて面取り量を徐々に増やす処理をしている。その結果、図１のガラス基板４の面取り開始点（面取り領域端部）ＤとＦＰＣ５の表面カバーレイ１０の末端部Ｂ（ガラス基板端面に対向する末端）の間隙（以降Ｂ−Ｄ間と略称する）の距離は中央部が短く、左右端部が長くなっている。すなわち図２の（ａ）と（ｂ）を比較すると明らかなように、ＦＰＣ５の両端側について、Ｂ−Ｄ間距離を長くすることができる。ここで、ＦＰＣ５とガラス基板４との間の接続領域は、面取り開始点（面取り領域端部）ＤとＦＰＣ５端部（ガラス基板側）Ｅとの間の重なり領域（Ｄ−Ｅ間）である。すなわち面取り開始点Ｄは、ＦＰＣ５とガラス基板４間の接続領域のガラス基板側の末端部に相当する。

ここで、ガラス基板４端の両端側の面取り量を増やす手法としては、たとえば面取り用の研磨用ローラーをガラス基板４左端および右端でそれぞれ若干傾けて研磨すれば容易に実行可能である。

ところで、この発明に係る液晶表示装置は、伸びにくいガラス基板４に伸びやすいＦＰＣ５がＡＣＦで固定されているため、温度変化によるＦＰＣ５の伸縮量：△は、ＦＰＣ５の長手方向の幅Ｗがかなり大きいものであっても中央側においては両端側よりもかなり小さくなる。その結果、従来の液晶表示装置のように上記Ｂ−Ｄ間距離を長く保つ必要がある箇所はＦＰＣ５の両端側部近傍のみであればよく、ＦＰＣ５の中央側では両端側よりＢ−Ｄ間距離は短くて問題がない。従って、Ｂ−Ｄ間距離を図６に示した従来のＦＰＣ５のようにｘ方向に渡って一律にする必要はない。

次に、図３を用いて液晶パネル７にＦＰＣ５を実装した後の絶縁性樹脂２４の塗布工程を説明する。図３において、符号２４は上記Ｂ−Ｄ間に塗布する絶縁性樹脂、符号２５は前記絶縁性樹脂２４を塗布するディスペンサーである。絶縁性樹脂２４を塗布する工程では、液晶パネル７は表示面が下側になるようにセットされ、ディスペンサー２５がＢ−Ｄ間を埋めるように所定量の絶縁樹脂２４を塗布しながらガラス基板４の一端から他端に向かってｘ方向に走査する。

もしくはディスペンサー２５を固定して逆に液晶パネル７側を移動することで樹脂２４の塗布を行う構成とすることも可能である。この場合、ディスペンサー２５の樹脂２４の排出量を塗布開始付近と終了時付近において、中央部と比べて多少多めにして従来の液晶表示装置と同様の塗布量を確保することが容易である。一方、塗布走査の途中であるＦＰＣ５の中央側は絶縁性樹脂２４の使用量を少なくする。例えばＦＰＣ５の左端、あるいは右端側から樹脂２４を塗布するようにディスペンサー２５と液晶パネル７をセットし、その反対の端部側に向けてディスペンサー２５、あるいは液晶パネル７を移動させると、ＦＰＣ５中央部のおいては従来の液晶表示装置と比較して絶縁性樹脂２４の塗布量が少なく、ＦＰＣ５両端側の塗布量は従来並みの塗布量を確保することが容易である。

このようにＦＰＣ中央部のカバーレイ末端部Ｂ−面取り領域端部Ｄ間距離を短くした場合は、図２の（ａ）に示したようにＢ−Ｄ間距離が短いため、全体として比較的少ない樹脂塗布量でめっき部１４全体を被覆することができる。

ところで、上述したように絶縁性樹脂２４の塗布は、上記Ｂ−Ｄ間を埋めるように図１のｘ方向に沿って行うため、塗布開始時と終了時は絶縁性樹脂２４を塗布するディスペンサー２５が暫時停止することもでき、塗布量の制御がさらに容易である。従って、ＦＰＣ５両端側のＢ−Ｄ間を距離を長く確保しても、その間の隙間を樹脂２４が十分満たせず、めっき部１４の被覆が不十分になるようなことはない。つまり、ＦＰＣ５両端側のみ絶縁性樹脂２４の量を増やすことに特段の支障は無い。

上述したように、本実施の形態１では、ガラス基板４の面取り量をその中央部近傍において少なめにする手法を採ってＢ−Ｄ間距離を短くし、絶縁樹脂２４の使用量削減を実現した。その他の方法としては、ガラス基板４の端面Ｃをその中央部近傍において少な目に研磨し、ガラス基板４の中央部近傍においてＢ−Ｃ間距離を短くする手法（面取り量Ｄ−Ｃ間距離は変化なし）を採ることで、同様に絶縁樹脂２４の使用量削減が可能である。

実施の形態２．
図４は、本発明に係る実施の形態２における液晶表示装置の液晶パネルへのＦＰＣの実装状況示す構成図であり、ＦＰＣ５のカバーレイ１０の末端部Ｂ１またはＢ２とガラス基板４の端Ｃの間の位置関係が見やすいようにＦＰＣ取り付け前の構成を示している。図５は、図４にて示した液晶パネル７に対し、ＦＰＣ５を所定の位置に（矢印⇒で示されたｙ方向に所定の幅を持って重なるように）実装して、液晶表示装置として組み立てた場合の液晶パネルへのＦＰＣ実装状態を示す断面図である。

ここで図５の（ａ）は図４中央の一点鎖線で示した位置にてIV方向から見た断面、図５の（ｂ）は図４の右側の一点鎖線で示した位置にてIII方向から見た断面をそれぞれ図示したものである。

実施の形態２では図４にて（イ）、（ロ）、（ハ）で付記したように、ＦＰＣ５のＡＣＦ端子部を長尺方向（ｘ方向）で３分割した。さらに図５から明らかなようにガラス基板４の端面Ｃとカバーレイ１０の末端部Ｂ１またはＢ２の間隙（以降Ｂ１−Ｃ間またはＢ２−Ｃ間と略称する）を、両端のブロック（イ）と（ハ）を、中央のブロック（ロ）と比べて長くしている。すなわち図４および図５に図示したカバーレイ１０の末端部Ｂ１とＢ２とガラス基板端面Ｃとの位置関係を比較すると、（Ｂ２−Ｃ間）＞（Ｂ１−Ｃ間）の関係を満たすように表面カバーレイ１０の末端部Ｂ１，Ｂ２を配置している。ここで、図３および図４から明らかなようにガラス基板４の面取り位置（面取り領域端部）Ｄは上記実施の形態１とは異なりｘ方向に亘って一様である。従って（Ｂ２−Ｄ間）＞（Ｂ１−Ｄ間）の関係も成り立つ。

さらに、ＦＰＣ５は図４から明らかなようにブロック（イ）とブロック（ロ）間、およびブロック（ロ）とブロック（ハ）間にスリット９を有している。これは図３に示した絶縁性樹脂２４をＦＰＣ５とガラス基板４間に塗布する際、このスリット９の所で一端塗布を休止し、塗布条件を変更し易くするためである。

塗布条件として例えば、絶縁樹脂２４の塗布量をスリット毎に変えたり、図３に示したディスペンサー２５のｙ位置を変更して、樹脂２４を塗布する際の中心座標を変えたりすることが容易にできる。さらに例えば、スリット９近傍に認識マークなどを設け、このマークをカメラ等で認識することによって樹脂量、またはｙ位置を変えるようディスペンサー２５を制御することも容易である。このように実施の形態１と同様にガラス基板４の端部Ｃとカバーレイ１０の末端部の間隙について、中央部Ｂ１−Ｃ間の距離を両端側Ｂ２−Ｃ間の距離と比べて短くすることができ、ＦＰＣ５の中央部のおいては従来の液晶表示装置と比較して絶縁性樹脂２４の塗布量が少なく、ＦＰＣ５の両端側の塗布量は従来並みの塗布量を確保することが容易である。その結果、絶縁樹脂２４の使用量削減が可能である。

なお、上述の実施の形態２では、ＦＰＣのＡＣＦ端子部を（イ）（ロ）（ハ）の３つのブロックに分割した形態を例示して説明したが、分割数は３である必要はなく、３分割以上であれば、ＦＰＣの長尺方向両端のブロックをその他のブロックと比べてＢ−Ｃ間の距離を長く取れば本実施の形態と同様の効果が得られる。

また、仮にＦＰＣの片側がｙ方向に多少ずれて液晶パネルにＡＣＦ実装されると仮定した場合、ＦＰＣの端部の一方は上記Ｂ−Ｃ間距離が短く、他方の端部は上記Ｂ−Ｃ間距離が長い状態でずれて配置されてしまう。これに対して製造上起こり得る最大ずれ量を仮定して、中央側よりも両端部のＢ−Ｃ間距離が長くなるように各Ｂ−Ｃ間距離を適宜設定すれば、上述の実施の形態１および２にて示した本発明の効果は得られる。

さらに上述の実施の形態１および２では、液晶パネルのガラス基板の端部にＦＰＣを実装した例を用いて、本願発明を説明したが、ＦＰＣを接続する基板は液晶パネルである必要はなく、例えば有機ＥＬ表示パネルのガラス基板やプラズマディスプレイのガラス基板であってもよい。

３ ソースドライバＩＣ
４ ガラス基板
５ ＦＰＣ
６ ゲートドライバＩＣ
７ 液晶パネル
９ スリット
１０ 表面カバーレイ
１１ 裏面カバーレイ
１２ ベースフィルム
１３ａ パネル接続端子
１３ｂ 配線用導体
１４ めっき部
１５ ベースフィルム接着剤層
１６ カバーレイ接着剤層
２０ 接続領域抜粋
２４ 絶縁性樹脂
２５ ディスペンサー
Ａ 裏面カバーレイ内側際位置
Ｂ 表面カバーレイ外側際位置
Ｃ ガラス端位置
Ｄ 面取り位置
Ｅ ＦＰＣ端部（ガラス基板側）
ｘ ＦＰＣの長尺方向
ｙ ＦＰＣの短辺方向

Claims (4)

1. ドライバ回路を具備するとともに該ドライバ回路に接続する複数の接続用端子が列状に形成されたガラス基板と、
   前記接続用端子に対応して複数のパネル接続端子を有する長尺状のＦＰＣが前記ガラス基板に実装された表示装置であって、
   前記ＦＰＣはベースフィルム、ベースフィルム接着材、カバーレイおよび配線用導体を具備し、
   前記実装状態において前記ＦＰＣは前記カバーレイのガラス基板端面に対向する末端部と前記ガラス基板の面取り領域端部の間に間隙を有しており、
   前記間隙は絶縁性樹脂で被覆されており、
   前記ＦＰＣの中央部における前記間隙は、両端部における前記間隙と比較して狭くなっていることを特徴とする表示装置。
2. 前記ガラス基板は、その４辺が面取りされており、
   前記ＦＰＣと接続する前記接続用端子が形成された側の１辺の中央部に対する面取り量が、前記１辺の両端部に対する面取り量と比較して少なくなっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
3. 請求項１に記載の表示装置であって、
   前記実装状態において前記ＦＰＣは前記カバーレイのガラス基板端面に対向する末端部と前記ガラス基板の端面の間に間隙を有しており、
   前記ＦＰＣの中央部における前記間隙は、両端部における前記間隙と比較して狭くなっていることを特徴とする表示装置。
4. 前記ＦＰＣの複数のパネル接続端子が３以上の複数のブロックに分割され、
   前記複数のブロックの内、前記端子の配列方向外側のブロックに配置されたパネル接続端子部に対応した前記間隙は、残余のブロックに配置されたパネル接続端子部に対応した前記間隙と比較して広くなっていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
   

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