JPH118455A

JPH118455A - フレキシブル基板

Info

Publication number: JPH118455A
Application number: JP16089497A
Authority: JP
Inventors: Satoru Matsuda; 覚松田
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1997-06-18
Filing date: 1997-06-18
Publication date: 1999-01-12

Abstract

(57)【要約】【課題】液晶表示装置における耐衝撃性・耐振動性を
向上させたテープキャリアの折り曲げ構造を提供する。【解決手段】ＴＣＰ３４のフレックス部３４ａおよび
３４ｂのスリット幅寸法を、スリット部中央では狭く、
両端に近いほど広くした鼓形にする。これにより、液晶
表示装置に振動，衝撃が加わった際に発生する、ＴＣＰ
３４により接続される二部材（液晶パネル３６、液晶駆
動回路基板３１）の間の相対位置のずれを許容でき、耐
振動性、耐衝撃性が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、フレキシブル基板
に関し、特に液晶表示装置の液晶パネルと回路基板を接
続するフレキシブル基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】液晶表示装置は、携帯性を重視する携帯
情報端末、ノート型パソコン、家庭用ワードプロセッサ
のディスプレイとして用いられている。

【０００３】ノート型パソコン等の携帯性を損なわず、
視認性確保のため一画素の大きさ０．２６ｍｍ角以上を
維持し、かつ機器の表示画素数を増加させるため、液晶
表示装置の外形に対する表示面の占有率を向上させるこ
とは必須である。また、携帯して持ち運ばれることか
ら、耐振動性、耐衝撃性を確保する必要がある。

【０００４】従って、画素数の多い液晶表示装置では、
１００μｍ以下の狭ピッチで液晶パネルと、該液晶パネ
ルを駆動する駆動回路が搭載された回路基板とを接続す
るため、液晶パネルと回路基板がフレキシブル基板であ
るＴＣＰ（ＴａｐｅＣａｒｒｉｅｒＰａｃｋａｇ
ｅ）を介して接続されており、ＴＣＰの可撓性を利用し
て回路基板を自由に配置する構造が採用されている。

【０００５】ここに、フレキシブル基板（ＴＣＰ）と
は、多数の箔状リード線が絶縁性の可撓性フィルムで保
持されており、絶縁性の可撓性フィルムの端部に導出さ
れた箔状リード線の両端部が他の回路基板あるいは装置
と接続するための接続端子部となっており、また箔状リ
ード線の途中にＩＣなどの信号処理回路を有するものを
含めた意味で用いている。

【０００６】従来例の液晶表示装置として、アクティブ
マトリクス型カラー液晶パネルの構造を図７、図８、図
９を用いて説明する。

【０００７】図に示すように液晶パネル３６は、前面側
に表金属フレーム２が配置され、背面側にバックライト
４が配置され、裏面側が裏金属フレーム５で施蓋されて
組立てられている。また液晶パネル３６とソース側液晶
駆動回路基板３１は、ソース側ＴＣＰ３４により電気的
・機械的に接続されている。この際、ＴＦＴパネル３６
ａとパネル側接続部３４ｃの接続に供される技術は、Ａ
ＣＦ（異方性導電フィルム）を用いた圧接技術等が用い
られ、ソース側液晶駆動回路基板３１と駆動基板側接続
部３４ｅの接続には半田付け、若しくはＡＣＦを用いた
圧接技術が用いられる。各フレックス部は、幅０．５〜
１ｍｍ程度の幅を保ち、外形から０．３〜１ｍｍを残し
て、内包するパターンに直角に横切る長孔形状のスリッ
ト３４ａ、３４ｂがソース側ＴＣＰ３４の絶縁性フィル
ム（ベースフィルム）に部分的に設けられて構成されて
いる。

【０００８】しかし、このように内部パターンが部分的
に露出する場合、該当部でＴＣＰ３４が曲げられたと
き、スリット３４ａ（または３４ｂ）とパターンの境界
において応力が集中し断線に至るため、これを防止する
目的でスリット部に被覆樹脂が設けられることがある。

【０００９】また図８に示すように、バックライト４の
背面にソース側液晶駆動回路基板３１を配置するため、
バックライト４の厚み１．５ｍｍ〜１０ｍｍに対応した
間隔を保つようにソース側ＴＣＰ３４にパネル側のスリ
ット３４ａが設けられているとともに、駆動基板側のス
リット３４ｂが設けられており、このスリット３４ａ、
３４ｂの部分は他の部分に比して柔軟であり、他の絶縁
性フィルムの部分は比較的硬いため、折り曲げ時にスリ
ット３４ａ、３４ｂにおいて自然に曲面形状をなしてＴ
ＣＰが撓むこととなり、バックライト４を配置する空間
が確保されるようになっている。

【００１０】たとえば、特開平３−７４８９２号公報に
は、部分的に可撓性を持たせるために、屈曲箇所に大鼓
形状の孔を設け、その孔に電極を露出させたフィルム基
板に関する技術が開示されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液晶表
示装置は、一般に可搬性を有する携帯機器等に使用され
るため、振動・衝撃が加わる場合がある。この際、ＴＣ
Ｐにより接続される部材の物性は異なるため、部材の剛
性の違いによりＴＣＰ両端の相対する位置にずれが生じ
た場合、ずれにより発生する応力はＴＣＰ中の相対的に
弱い部分であるスリット３４ａ、３４ｂと、パターンの
境界もしくはパネル側圧接部３４ｃと絶縁性フィルムの
境界という硬度の異なる部分、もしくは厚み、形状が変
化する部分に集中し、内部のパターンが断線する可能性
がある。

【００１２】このとき、ＴＣＰが接続している二部材の
相対運動は図７のように、パネル側スリット３４ａと駆
動基板側スリット３４ｂによって挾まれる領域の絶縁性
フィルム部を捩れさせることとなる。捩れにより発生し
た応力は、両端で最も大きい変化を示し、スリット３４
ａ、３４ｂの長手方向の両端部に集中する。従って、ス
リット３４ａ、３４ｂの中央が幅広となったフレックス
部を有するＴＣＰでは、スリット３４ａ、３４ｂの幅が
狭くなった両端付近において応力が集中するため、両端
付近のパターンの断線が不可避である。

【００１３】さらに、２個以上配置されるソース側ＴＣ
Ｐ３４において、大画面になる程、液晶パネル３６の中
央から離れた箇所に配置される箇所が特に大きな応力を
受け、断線する可能性が高い。

【００１４】これらの課題を解決するため、特開平５−
２５９５８７号公報には、フレキシブル基板の折曲げ部
における断線、クラックや捩れ、曲がり等の変形を有効
かつ簡便に防止する方法として折曲げ部の絶縁性フィル
ムに複数の小穴を設けたものが開示されている。

【００１５】しかし、近年の液晶表示装置の狭額縁化に
対する要請から、液晶パネルの周辺部に配置されるフレ
キシブル基板としてのＴＣＰは、特に液晶パネルに近い
側の折曲げ位置の位置精度が要求される。そのため、特
開平５−２５９５８７号公報に開示された絶縁性フィル
ムに複数の小穴を設ける技術では、折曲げ部の幅が広く
なり、曲率半径が全体的に大きくなるため、前述の狭額
縁化の要請に対応することが困難である。

【００１６】また特開平４−１４４１８６号公報には、
合成樹脂フィルム等のフレキシブル基材の表面に配線を
施してなるフレキシブル基板において、その屈曲部にお
ける前記フレキシブル基材を前記配線間で一部取り除く
ことによって、屈曲部における柔軟性を増加させ、断線
を免れる技術が記載されている。

【００１７】しかし、液晶表示装置の表示画素数の増加
により、液晶パネルとフレキシブル基板の接続端子ピッ
チは１００μｍ以下となっており、特開平４−１４４１
８６号公報に開示された技術では、フレキシブル基板の
配線間を穿孔し、屈曲性を向上させることは困難であ
る。

【００１８】また特開平４−９４７７０号公報には、ス
リット部が設けられたフィルム基板上に、配線リードを
前記スリット部に架渡して設け、前記スリット部におい
て前記配線リードを折曲げるフレキシブル基板の折り曲
げ構造において、前記スリット部の幅方向における中心
位置を前記スリット部の長手方向の１箇所もしくは、複
数箇所においてクランク状にずらした折曲げ構造とする
ことにより、スリット部の幅を広く形成しても、スリッ
ト部に架渡された配線リードを一様な状態に湾曲させる
ことができ、スリット部の両側のフィルム基板の位置を
一定にする技術が記載されている。

【００１９】しかしながら、特開平４−９４７７０号公
報に開示された前記フィルム基板においては、クランク
状にずらしたスリット部に段差が存在するため、被接続
物間の相対運動によるフィルム基板の捩れが発生した場
合、スリット部全幅において連続的に大きさの異なる曲
率半径をとることができず、段差の部分に曲げ応力が集
中し、断線に至る可能性がある。

【００２０】本発明の目的は、振動，衝撃，組立により
発生する被接続部材間の相対位置のずれを吸収し、断線
を防止するフレキシブル基板を提供することにある。

【００２１】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係るフレキシブル基板は、基板折曲げ箇所
にフレックス部を有するフレキシブル基板であって、前
記フレックス部は、基板中央部から両端部に向けて伸び
る長孔形状のものであって、基板中央部での幅を狭く、
両端部での幅を広く設定したものである。

【００２２】また前記フレックス部は、基板を打抜いて
形成したスリットからなるものである。

【００２３】また前記フレックス部は、基板の板厚を段
階的に、又は連続的に変更して可撓性を付与したもので
ある。

【００２４】また前記フレックス部は、薄膜の樹脂で被
覆されたものである。

【００２５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図に
より説明する。

【００２６】図１は、本発明の実施形態に係るフレキシ
ブル基板を用いた液晶表示装置を示す分解斜視図であ
る。

【００２７】図１に示す液晶表示装置１は、液晶表示パ
ネル組立体３の背面にバックライト４を配置し、液晶表
示パネル組立体３の前面側に表金属フレーム２を、バッ
クライト４の背面側に裏金属フレーム５を配置して組立
てられている。また、画面の占有率を向上させるため、
液晶表示パネル組立体３のソース側液晶駆動回路基板３
１は、画素数に応じて液晶パネル３６の長辺側に複数個
配置されるソース側ＴＣＰ３４の可撓性を利用してバッ
クライト４の背面側に配置され、ソース側液晶駆動回路
基板３１は、ゲート側駆動回路基板３２と接続コネクタ
３５を介して接続される。

【００２８】また液晶表示パネル組立体３及びバックラ
イト４は、表金属フレーム２と裏金属フレーム５との間
に挾み込まれて位置決めされている。

【００２９】また、液晶パネル３６の短辺に２個以上配
置されるゲート側ＴＣＰ３３についても同様に部分的に
可撓性を持たせたスリット部（フレックス部）３４ａ，
３４ｂを設けることによってゲート側液晶駆動回路基板
３２をバックライト４の背面に配置し、画面占有率を向
上させる。

【００３０】図２は、図１の主要部分を拡大して示す部
分斜視図、図３は、図２のＡ−Ａ線断面図である。図２
及び図３において、ソース側ＴＣＰ３４の内層パターン
は、その一端面側が液晶パネル３６に電気的及び機械的
に接続されており、その他端面がソース側液晶駆動回路
基板３１に接続されている。さらにソース側ＴＣＰ３４
には、他の箇所に比較して部分的に可撓性を向上させた
スリット部（フレックス部）３４ａと３４ｂが二箇所以
上形成されており、ソース側ＴＣＰ３４は、スリット部
３４ａ、３４ｂの箇所で円弧状に折曲げることにより、
ソース側液晶駆動回路基板３１を液晶パネル３６と相対
向する位置に配置する。なお、バックライト４がくさび
形状をしている場合には、ソース側液晶駆動回路基板３
１は０〜３０°の角度をもって斜め姿勢に設置されて液
晶パネル３６と対面するようになっている。

【００３１】さらに図３に示すように、ソース側ＴＣＰ
３４は、スリット部３４ａ，３４ｂにおいて、内層パタ
ーンと直角方向の中心線（スリットの長手中心）から両
端に離れるに従い、徐々に大きな曲率半径で曲げられる
ようにスリット部３４ａ、３４ｂを形成する。すなわ
ち、図４に示すように、スリット部３４ａ、３４ｂは、
ソース側ＴＣＰ３４の中央部で曲率半径が０．２〜０．
５ｍｍの範囲で折曲り、スリットの両端において曲率半
径が１ｍｍ以上になるように中央部から両端部に向けて
スリットの幅寸法が徐々に拡大されるように形成されて
いる。

【００３２】したがって、本発明の実施形態によれば、
スリット中央部で折曲げの位置が決まり、かつスリット
部の長手両端に近づくに従い、ＴＣＰの変形に応じて自
由に曲率半径が変わることとなる。

【００３３】また、スリット部の幅を適宜狭くすること
により、折曲げの位置精度を向上させ、液晶パネル３６
のＴＦＴ基板３６ａと、ソース側ＴＣＰ３４の内側円弧
部が干渉して、ＴＣＰの内層パターンを切断してしまう
ことを防止することが可能となる。

【００３４】またスリット部の長手中央から離れるに従
い、スリット幅を広くし、スリット両端部では、打ち抜
きにより作製する場合は応力集中を避けるため、Ｒ（円
弧状）を設けることが望ましい。また、露出した内層パ
ターンを保護するため、スリット部３４ａ、３４ｂに
は、スリット部全体を覆い、かつ絶縁性フィルムにも及
ぶように絶縁性の被覆樹脂を配置するようにしてもよ
い。前記絶縁性の被覆樹脂としては、絶縁性を有し、か
つ柔軟性のあるポリイミド樹脂、ガラスエポキシ樹脂、
ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂等
が使用されるが、加工性、材料物性等を考慮し、ポリイ
ミド樹脂が多用される。

【００３５】またフレックス部３４ａ、３４ｂは、ＴＣ
Ｐ３４を打抜いたスリットにより形成したが、エッチン
グ又は機械的な加工により、ＴＣＰ３４の一部を薄く残
して折曲げられるようにして構成してもよい。その場
合、絶縁性フィルムを薄くするには、外形から０．３〜
１ｍｍの打ち抜き代は不要である。

【００３６】また、スリット部３４ａ、３４ｂの形状
は、曲げの位置決めの精度によっては、幅１〜４ｍｍの
矩形もしくは、長手両端の角部に円弧形状を施した形状
とすることができる。また、適宜、２つ以上のスリット
部３４ａ、３４ｂのうち、パネル側スリット部３４ａと
駆動基板側スリット部３４ｂの幅をそれぞれ適宜異なる
幅形状とすることができる。一般にパネル側スリット部
３４ａは、パネル側接続部３４ｃが駆動基板側接続部３
４ｅに比して狭いことから、位置決めに対する要請が強
いため、駆動基板側スリット部３４ｂより狭くする。

【００３７】図５，図６を用いて本発明の実施形態の動
作を説明する。

【００３８】図５は、本発明の実施形態に係る液晶表示
装置に外力が加わった際の状態を示す説明図である。図
５は、液晶表示装置１の表示面、すなわち液晶パネル３
６を上にして描いており、液晶表示装置１を側面から見
た場合の主要部品を抜き出して示す説明図である。

【００３９】ソース側ＴＣＰ３４により、液晶パネル３
６とソース側液晶駆動基板が２箇所以上（図中では１０
箇所）で接続されており、図中には表記しないが、液晶
パネル３６は図１で述べたように、バックライト４によ
って全周で保持されている。

【００４０】図５（Ｂ）は液晶表示装置１を静置した場
合の状態を示し、図５（Ａ）は、振動，衝撃等により正
の曲げモーメントが生じた場合を示している。図５
（Ｂ）のように、材質の異なる液晶パネル３６とソース
側液晶駆動基板３１は、同一曲げモーメントに対する変
形の曲率が異なり、一般にガラスエポキシを紙基材に含
浸させた基板材料を用いるため、基板の方が曲率は大き
くなる。

【００４１】図６は、図５の主要部分を拡大して示す部
分説明図であって、図６（Ａ）は本発明によるＴＣＰを
使用した場合の、図５（Ａ）状態における液晶パネル３
６の中央部から最も遠い位置に配置されるＴＣＰ形状
と、中央付近に配置されるＴＣＰ形状を併記したもので
ある。また、図６（Ｂ）は同様に、従来のＴＣＰに対す
るもの、図６（Ｃ）は、曲げモーメントの加わらない状
態を比較のために示したものである。

【００４２】ここに、図６（Ａ）においては、液晶パネ
ル３６の中央から最も遠い位置のＴＣＰの実装状態およ
び、中央寄りのＴＣＰともに、２箇所のフレックス部
（スリット３４ａ，３４ｂ）の変形により、ＴＣＰ形状
の上下に配置されるパネル側接続部と液晶パネル３６、
および、駆動基板側接続部とソース側液晶駆動回路基板
３１の両組み合わせにおいて、接合部は平行が保たれ、
フレックス部以外のＴＣＰの各部は応力が加わらない状
態に保たれ得る。

【００４３】比較のため、従来例の図６（Ｂ）では、Ｔ
ＣＰの２つのフレックス部間は、フレックス部の幅が両
者とも狭いため、変形することができず、その結果とし
て、変形時の曲率の大きいソース側液晶駆動回路基板３
１の、ＴＣＰフレックス部両端付近においてＴＣＰが引
き剥がされるような相対的なずれが生じ、パネル側接続
部付近もしくは２箇所のフレックス部付近において内層
パターンの断線が発生する。

【００４４】（実施例）次に、本発明の実施形態を具体
化した場合を実施例として、従来例を示し比較例と比較
して説明する。（実施例１）ソース側ＴＣＰにおいて、絶縁性フィルム
として７５μｍのポリイミドフィルム（ユーピレック
ス）を用い、パネル側フレックス部３４ａの幅を、両端
から０．６ｍｍ内側の範囲内で１ｍｍ幅の長孔（長手両
端には曲率半径Ｒ０．５を付加）とし、駆動回路基板側
フレックス部３４ｂは長手中央から４ｍｍの範囲では幅
０．６ｍｍ均一、両端から内側へ０．６ｍｍ内側では幅
２ｍｍとし、０．６ｍｍから２ｍｍまで中央振り分けで
漸次幅を増やした鼓形形状とした。

【００４５】これを実装した液晶表示装置を用い、加速
度２Ｇ、５〜１００Ｈｚｌ分往復対数スィープを面方向
（厚み方向）振動試験に供試した結果、従来品では１時
間印加後にて断線が発生していたが、本発明では、２時
間延長した試験によっても、断線は見られなかった。な
お、本発明においては、４時間後に初めてＴＣＰ両端部
付近で断線が見られた。

【００４６】（実施例２）ソース側ＴＣＰにおいて、絶
縁性フィルムとして７５μｍのポリイミドフィルム（ユ
ーピレックス）を用い、パネル側フレックス部３４ａの
幅を、実施例１と同一とし、駆動回路基板側フレックス
部３４ｂは、両端から０．６ｍｍ内側の範囲内で幅２．
７ｍｍ幅の長孔（長手両端には曲率半径Ｒ０．５を付
加）とした。

【００４７】これを実装した実施例１と同一の液晶表示
装置を用い、加速度２Ｇ、５〜１００Ｈｚｌ分往復対数
スィーブを面方向（厚み方向）振動試験に供試した結
果、４時間延長した試験によっても断線は見られなかっ
た。

【００４８】（実施例３）図１０（ａ）は、図１に示さ
れた本発明の実施形態においてフレックス部３４ａ，３
４ｂをなす使用されるＴＣＰの一実施例を示す説明図で
あって、フレックス部３４ａ、３４ｂは、スリットに代
えて、エッチング又は機械的な加工により、ＴＣＰ３４
の一部を薄く残して折曲げられるようにして構成した場
合を示すものである。図１０（ｂ）は、フレックス部３
４ａ、３４ｂにおける絶縁層の厚みを段階的に変化させ
た場合、図１０（ｃ）は、フレックス部３４ａ、３４ｂ
における絶縁層の厚みを連続的に変化させた場合であ
る。図１０（ｂ），（ｃ）に示す本発明の実施例の構造
によっても、本発明の効果を得ることができる。

【００４９】（比較例１）従来例の構造であって、材質
を同一とし、フレックス幅を、パネル側，液晶駆動回路
基板側とも、両端から０．６ｍｍ内側の範囲内で０．６
ｍｍ幅の長孔（長手両端はＲ０．３付加）とし、これを
実装した実施例１と同じ液晶表示装置を用い、加速度２
Ｇ、５〜１００Ｈｚｌ分往復対数スィープを面方向（厚
み方向）振動試験に供試した結果、従来例のものでは２
時間後、各フレックス部の両端付近で断線が発生した。

【００５０】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、振
動，衝撃に対する信頼性を確保する目的に供される液晶
表示装置の補強構造を簡略化することができ、液晶表示
装置の軽量化、薄型化を促進することができる。

【００５１】その理由は、ＴＣＰが接続している部材を
十分に固定しなくても、ＴＣＰ断線に対する補強もしく
は緩衝構造を、ＴＣＰ自体に付加することができるため
である。

【００５２】また、組立時に発生するストレスによるＴ
ＣＰの断線をなくすことができ、熱膨張係数、精度の異
なる２つ以上の部材を電気的、機械的に断線をなくして
配線することができる。

【００５３】その理由は、ＴＣＰに外力が加わった場合
でも、接続部以外の箇所が変形することにより外力が吸
収されるため、ＴＣＰの接続部が保護される為である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る液晶表示装置を示す分
解斜視図である。

【図２】図１の主要部分を拡大して示す部分斜視図であ
る。

【図３】図２のＡ−Ａ線断面図である。

【図４】図１に使用されるＴＣＰの折曲げ前の状態を示
す平面図である。

【図５】本発明および従来の液晶表示装置に外力が加わ
った際の状態を示す説明図である。

【図６】図５の主要部分を拡大して示す部分側面図であ
る。

【図７】従来の液晶表示装置を拡大して示す部分斜視図
である。

【図８】図７のＢ−Ｂ線断面図である。

【図９】図７に使用されるＴＣＰの折り曲げ前状態を示
す平面図である。

【図１０】図１に使用されるＴＣＰを示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１液晶表示装置２表金属フレーム３液晶表示パネル組立体４バックライト４ａバックライト照光面５裏金属フレーム３１ソース側液晶駆動回路基板３２ゲート側液晶駆動回路基板３３ゲート側ＴＣＰ３４ソース側ＴＣＰ３４ａパネル側フレックス部３４ｂ駆動基板側フレックス部３４ｃパネル側接続部３４ｄソースドライバチップ３４ｅ駆動基板側接続部３５接続コネクタ３６液晶表示素子（液晶パネル）３６ａＴＦＴ基板３６ｂカラーフィルタ基板

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板折曲げ箇所にフレックス部を有する
フレキシブル基板であって、前記フレックス部は、基板中央部から両端部に向けて伸
びる長孔形状のものであって、基板中央部での幅を狭
く、両端部での幅を広く設定したものであることを特徴
とするフレキシブル基板。
【請求項２】前記フレックス部は、基板を打抜いて形
成したスリットからなるものであることを特徴とする請
求項１に記載のフレキシブル基板。
【請求項３】前記フレックス部は、基板の板厚を段階
的に、又は連続的に変更して可撓性を付与したものであ
ることを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル基
板。
【請求項４】前記フレックス部は、薄膜の樹脂で被覆
されたものであることを特徴とする請求項１、又は２に
記載のフレキシブル基板。