JP2005024660A

JP2005024660A - 液晶表示素子

Info

Publication number: JP2005024660A
Application number: JP2003187333A
Authority: JP
Inventors: Shozo Tokunaga; 正造徳永
Original assignee: Hiroshima Opt Corp; Kyocera Display Corp
Current assignee: Hiroshima Opt Corp; Kyocera Display Corp
Priority date: 2003-06-30
Filing date: 2003-06-30
Publication date: 2005-01-27

Abstract

【課題】液晶パネルにフレキシブル基板が接続された液晶表示素子において、折り曲げによるフレキシブル基板の出力電極の断線、接続工程での位置ずれによるリード間絶縁性低下および傷などによるパネル側リード電極の断線をともに効果的に防止する。
【解決手段】パネル側リード電極１００に、先端（上辺）１０１が底辺１０２よりも幅の狭い二等辺台形形状の第１接続面１１０を形成するとともに、基板側出力電極２００にも、先端（上辺）２０１が底辺２０２よりも幅の狭い二等辺台形形状の第２接続面２１０を形成し、上記第１接続面１１０と上記第２接続面２１０とを上下反転した状態で導電粒子を含む接着手段を介して接続する。
【選択図】図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルにＴＣＰなどのフレキシブル基板を接続してなる液晶表示素子に関し、さらに詳しく言えば、パネル側リード電極と基板側出力電極とを接続する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示素子（液晶モジュール）の組立工程の一つに、図５（ａ）の平面図に示すように、液晶パネル１０の端子部１１に対して、ＴＣＰ（ｔａｐｅｃａｒｒｉｅｒｐａｃｋａｇｅ）などの液晶駆動回路基板としてのフレキシブル基板２０を接続する工程がある。なお、図５（ｂ）は図５（ａ）の側面図である。
【０００３】
端子部１１には液晶パネル１０の表示面側から引き出されたリード電極が所定のピッチで短冊状に形成されており、また、フレキシブル基板２０側の接続部にも基板本体から引き出された出力電極が上記リード電極と同一ピッチとなるように短冊状に形成されている。
【０００４】
図６（ａ）に上記パネル側リード電極に含まれている隣接する２つのリード電極１２，１３および上記基板側出力電極に含まれている隣接する２つの出力電極２２，２３を拡大して示す。また、図６（ｂ）にその接続部分の拡大断面図を示す。
【０００５】
パネル側リード電極１２（１３）は透明電極材（ＩＴＯ材）により形成され、基板側出力電極２２（２３）はベースフィルム２１上に形成された銅箔よりなり、これらの各電極同士１２（１３），２２（２３）の接続には、多くの場合、異方性導電フィルム（ＡＣＦ）３０が用いられる。
【０００６】
異方性導電フィルム３０は、例えば熱硬化性樹脂フィルム内に導電粒子を分散させたフィルムで、端子部１１とフレキシブル基板２０との間に挟んで図示しない加熱圧着ヘッドにて押圧することにより、単一方向の導電性を発揮しパネル側リード電極１２（１３）と基板側出力電極２２（２３）との間の導通をとる。
【０００７】
通常の設計において、パネル側リード電極１２（１３）は、図６（ａ）に示すように、端子部１１の基端部１１ａ側から端子部１１の端縁１１ｂ側にかけて同一幅として形成され、基板側出力電極２２（２３）も基板本体２０ａから基板端縁２０ｂにかけて同一幅として形成されている。
【０００８】
また、パネル側リード電極１２（１３）の幅はリードピッチの１／２〜２／３で、基板側出力電極２２（２３）の幅はパネル側リード電極１２の幅の１／１〜２／３として設計されている。なお、フレキシブル基板２０の基板本体２０ａとは、基板側出力電極２２に連なるベースフィルム２１上の銅箔パターンが図６（ｂ）に示すソルダレジスト（耐熱性絶縁被膜）２４で被覆されている部分を言う。
【０００９】
近年においては、表示の高精細化に伴って、これら接続電極部のリードピッチを例えば１００μｍ以下とすることが要求されてきている。このような狭ピッチ化を実現するには、パネル側リード電極１２（１３）および基板側出力電極２２（２３）の幅を狭くする必要がある。
【００１０】
しかしながら、パネル側リード電極１２（１３）は別として、基板側出力電極２２（２３）は銅箔よりなるため、その電極幅を狭く形成するにはエッチングとの関係から、フレキシブル基板２０に銅箔の厚みが薄いものを用いる必要がある。すなわち、銅箔の厚みが薄くないと狭ピッチの電極をきれいにエッチングしきれないからである。
【００１１】
そうすると、フレキシブル基板２０を端子部１１に接続した後にほぼ１８０゜折り曲げて液晶パネル１０の裏面側に配置するような場合、図６（ｂ）の矢印Ａで示す折り曲げ部分で基板側出力電極２２（２３）が断線してしまうことがある。
【００１２】
これを防止するには、図７（ａ）に示すように、基板側出力電極２２（２３）の幅を例えばパネル側リード電極１２（１３）の幅よりも広くすればよい。これによれば、耐折り曲げ性は改善されるものの、次のような別の問題が発生する。
【００１３】
すなわち、パネル側リード電極１２（１３）と基板側出力電極２２（２３）とを接続する際、その位置合わせ装置の位置決め精度能力や液晶パネル１０およびフレキシブル基板２０の寸法公差などに起因して、パネル側リード電極１２（１３）と基板側出力電極２２（２３）との間でしばしばずれが生ずる。図７（ｂ）に、パネル側リード電極１２（１３）に対して基板側出力電極２２（２３）が芯−芯で例えば右側にαだけずれた状態を示す。
【００１４】
このようなずれが生ずると、基板側出力電極２２とこれに隣接するパネル側リード電極１３との間のリード間隙βが狭くなるため、本来、基板側出力電極２２はパネル側リード電極１２とのみ電気的に接続されるべきところ、上記異方性導電フィルム３０に含まれている導電粒子を介してパネル側リード電極１３とも電気的に接続し電極間リークが発生することがある。
【００１５】
現在のところ、リードピッチが１００μｍ以下の狭ピッチにおいては、上記電極間リークを防止するうえで、基板側出力電極２２とこれに隣接するパネル側リード電極１３との間（もしくは基板側出力電極２３とこれに隣接するパネル側リード電極１２との間）の上記リード間隙βは１５μｍ以上が必要とされている。
【００１６】
上記したように、基板側出力電極２２の折り曲げによる断線が生じないようにするには、その電極幅をできるだけ広くすることが好ましいが、現在の製造技術では基板側出力電極２２，２３間の隣接リード間隔は２０〜２５μｍがほぼ限界とされている。
【００１７】
基板側出力電極２２（２３）の幅に、このような制約がある中で上記リード間隙βは１５μｍ以上が必要という条件を満足するには、パネル側リード電極１２（１３）の幅を極力狭くすればよい。現在の製造技術によると、パネル側リード電極１２（１３）の幅は１５〜２５μｍ位にまで形成可能である。
【００１８】
したがって、基板側出力電極２２（２３）の幅をその隣接リード間隔が２０〜２５μｍとなる程度にまで広げるとともに、パネル側リード電極１２（１３）の幅を１５〜２５μｍ程度にまで狭くすることにより、基板側出力電極２２（２３）の折り曲げによる断線の問題と、接続時の位置ずれによるリード間絶縁性低下の問題をともに解決することができる。
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、パネル側リード電極１２（１３）の幅を１５〜２５μｍ程度にまで狭くすると、傷などによってパネル側リード電極１２（１３）が断線しやすくなるという別の問題が発生する。特に、この断線がパネル側リード電極１２（１３）内の基端部１１ａ側でフレキシブル基板２０との接続に寄与しない部分で発生した場合には致命的な欠点となる。
【００２０】
したがって、本発明の課題は、液晶パネル側のリード電極とフレキシブル基板側の出力電極とを、それらの面同士を対向させて導電粒子を含む接着手段により接続する液晶表示素子において、折り曲げによるフレキシブル基板側の断線、接続時の位置ずれによるリード間絶縁性低下および傷などによるパネル側リード電極の断線をともに生じないようにすることにある。
【００２１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は、複数本のリード電極が一定のピッチで互いに平行に形成されている端子部を有する液晶パネルと、上記リード電極と同一ピッチになるように形成された複数の出力電極を有するフレキシブル基板とを含み、上記パネル側リード電極と上記基板側出力電極とをそれらの接続面同士を対向させて導電粒子を含む接着手段を介して電気的・機械的に接続してなる液晶表示素子において、上記パネル側リード電極には、上記端子部の基端部側を底辺とし、上記端子部の端縁側を上記基端部側底辺よりも幅の狭い上辺とする二等辺台形形状の第１接続面が含まれ、上記基板側出力電極には、上記フレキシブル基板の基板本体側を底辺とし、上記フレキシブル基板の端縁側を上記基板本体側底辺よりも幅の狭い上辺とする二等辺台形形状の第２接続面が含まれ、上記各接続面同士が、その一方の上辺側を他方の底辺側に配置した状態で上記接着手段を介して接続されていることを特徴としている。
【００２２】
この構成によれば、フレキシブル基板側においては折り曲げにより断線しやすい部分（二等辺台形形状の底辺側の部分）の幅を広げることができるとともに、接続工程で比較的大きなずれが生じても十分なリード間隙を確保できる。また、液晶パネルの端子部側においてもフレキシブル基板との接続に寄与しない基端部側の部分（二等辺台形形状の底辺側の部分）の幅を広げることができるため、断線対策として有効である。なお、本発明において、上記第１接続面と上記第２接続面は、上記上辺と上記底辺間の長さを含めて同一の二等辺台形形状であることが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
次に、図１ないし図４を参照して、本発明をより詳しく説明する。図１（ａ）は本発明の要部であるパネル側リード電極を示す拡大平面図で、図１（ｂ）はその相手となる基板側出力電極を示す拡大平面図である。なお、液晶パネル１０およびフレキシブル基板２０の基本的な構成は先に説明した従来例と同じであってよい。
【００２４】
図１（ａ）および図１（ｂ）には、隣接および対向のリード間隙を説明するうえでパネル側リード電極１００，基板側出力電極２００ともに２個の電極のみを示す。なお、図中の参照符号について、左側の電極にはＬ，右側の電極にはＲを付すが、以下の説明においては、位置関係の説明が必要なときにのみＬ，Ｒを使用する。
【００２５】
パネル側リード電極１００は透明電極材（ＩＴＯ材）よりなり、端子部１１の基端部１１ａから端子部１１の端縁１１ｂに向けて延ばされている。基板側出力電極２００は銅箔（もしくは表面に錫またはニッケル・金などのめっきが施された銅箔）よりなり、フレキシブル基板２０の基板本体２０ａ側から先端の端縁２０ｂに向けて延ばされている。
【００２６】
なお、この例において、パネル側リード電極１００は端子部１１の端縁１１ｂの手前側で終端しているのに対して、基板側出力電極２００はフレキシブル基板２０端縁２０ｂまで延ばされているが、これは本発明の特徴に含まれない。
【００２７】
パネル側リード電極１００と基板側出力電極２００は、ともに同一のリードピッチＰで配列されており、先の図６（ｂ）で説明したように、それらの接続面同士を対向させた状態で導電粒子を含む例えば異方性導電フィルムを介して電気的・機械的に接続される。
【００２８】
その接続時において、フレキシブル基板２０の端縁２０ｂが図１（ａ）に示す仮想線Ｘａに揃えられるとき、パネル側リード電極１００の先端１０１は図１（ｂ）に示す仮想線Ｘｂ上に位置する。したがって、両電極１００，２００のうち、仮想線Ｘａ〜Ｘｂの範囲が実質的な接続面となる。
【００２９】
パネル側リード電極１００の接続面を第１接続面１１０とし、基板側出力電極２００の接続面を第２接続面２１０とすると、本発明において、各接続面１１０，２１０ともに二等辺台形形状のパターンとして形成される。
【００３０】
すなわち、第１接続面１１０は、パネル側リード電極１００の先端１０１が上辺で、上記仮想線Ｘａに沿った辺を底辺１０２とする上辺側の幅が底辺側の幅よりも狭い二等辺台形形状である。なお、底辺１０２から基端部１１ａまでは底辺１０２と同幅である。
【００３１】
また、第２接続面２１０は、基板側出力電極２００の先端２０１を上辺とし、上記仮想線Ｘｂに沿った辺を底辺２０２とする上辺側の幅が底辺側の幅よりも狭い二等辺台形形状である。なお、底辺２０２から基板本体２０ａに至る部分は底辺２０２と同幅である。
【００３２】
図１（ａ）において、パネル側リード電極１００Ｌと１００Ｒの基端部１１ａ側の隣接リード間隙をｇａとすると、底辺１０２の幅Ａ１はＡ１＝Ｐ−ｇａで表される。ＩＴＯ材よりなる電極の製造上の制約から隣接リード間隙ｇａおよび先端（上辺）１０１の幅Ａ２は、ともに１５〜２５μｍの範囲から選択されることが好ましい。
【００３３】
図１（ｂ）において、基板側出力電極２００Ｌと２００Ｒの基板本体２０ａ側の隣接リード間隙をｇｂとすると、底辺２０２の幅Ｂ１はＢ１＝Ｐ−ｇｂで表される。銅箔よりなる電極の製造上の制約から隣接リード間隙ｇｂおよび先端（上辺）２０１の幅Ｂ２は、ともに２０〜２５μｍの範囲から選択されることが好ましい。
【００３４】
このように、パネル側リード電極１００の第１接続面１１０と基板側出力電極２００の第２接続面２１０を二等辺台形形状とすることにより、フレキシブル基板２０側においては折り曲げにより断線しやすい部分の電極幅が広くなり、また、液晶パネル１０側においてもフレキシブル基板２０との接続に寄与しない基端部１１ａ側の電極幅が広くなるため、断線防止対策として効果がある。
【００３５】
また、図２にパネル側リード電極１００と基板側出力電極２００の接続工程において、パネル側リード電極１００に対して基板側出力電極２００が右側に位置ずれした場合を示すが、各接続面１１０，２１０を二等辺台形形状としていることから、そのずれが比較的大きい場合でも、基板側出力電極２００Ｌとパネル側リード電極１００Ｒとの間の対向リード間隙ｇｃを１５μｍ以上確保することが可能となる。
【００３６】
なお、本発明におけるもっとも好ましい態様は、上記した幅の範囲内において第１接続面１１０と第２接続面２１０は同一、すなわちＡ１＝Ｂ１，Ａ２＝Ｂ２である。
【００３７】
この点についての具体例を図３および図４により説明する。図３はリードピッチを６０μｍとした場合の従来例で、図３（ａ）は位置ずれがない場合を示し、図３（ｂ）は液晶パネル１０に対してフレキシブル基板２０が右側に位置ずれしたときの状態を示している。なお、図３は従来例であることから、図６（ａ）と同じ参照符号を用いる。
【００３８】
接続工程での位置決め装置などの能力により位置ずれが最大で１５μｍ程度発生することがある。この場合でも、基板側出力電極２２とパネル側リード電極１３との間の対向リード間隙ｇｃを１５μｍ以上確保するには、逆算して図３（ａ）に示すように、パネル側リード電極１２，１３の幅を３５μｍ，基板側出力電極２２，２３の幅を２５μｍとして、パネル側リード電極１２，１３間の隣接リード間隙ｇａを２５μｍとする必要がある。
【００３９】
図４はリードピッチを６０μｍとした場合の本発明の実施例で、図４（ａ）は位置ずれがない場合を示し、図４（ｂ）は液晶パネル１０に対してフレキシブル基板２０が右側に位置ずれしたときの状態を示している。
【００４０】
上記図３の従来例と同じく、接続工程において位置ずれが最大で１５μｍ程度発生したとして、図４（ｂ）に示すように、基板側出力電極２００Ｌとパネル側リード電極１００Ｒとの間の対向リード間隙ｇｃを１５μｍ以上確保するには、逆算して図４（ａ）に示すように、パネル側リード電極１００の底辺１０２の幅Ａ１および基板側出力電極２００の底辺２０２の幅Ｂ１をともに４０μｍ，パネル側リード電極１００の上端（上辺）１０１の幅Ａ２および基板側出力電極２００の上端（上辺）２０２の幅Ｂ２をともに２０μｍとして、パネル側リード電極１００の隣接リード間隙ｇａおよび基板側出力電極２００の隣接リード間隙ｇｂをともに２０μｍとすればよく、したがって、上記図３の従来例に比べて、フレキシブル基板２０側では断線しやすい箇所の幅を１５μｍ，液晶パネル１０側では断線が許されない箇所の幅を５μｍそれぞれ広げることが可能となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、液晶パネル側のリード電極とフレキシブル基板側の出力電極とを、それらの接続面同士を対向させて導電粒子を含む接着手段により接続する液晶表示素子において、パネル側リード電極と基板側出力電極の各々に、上辺側の幅が底辺側の幅よりも狭い二等辺台形形状の接続面を上下反転した状態で形成したことにより、折り曲げによるフレキシブル基板側の断線、接続工程での位置ずれによるリード間絶縁性低下および傷などによるパネル側リード電極の断線をともに効果的に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の説明図で、（ａ）パネル側リード電極を示す拡大図、（ｂ）基板側出力電極を示す拡大図。
【図２】接続工程において、上記パネル側リード電極に対して上記基板側出力電極が位置ずれした状態を示す模式図。
【図３】本発明と対比される従来技術による具体例の説明図で、（ａ）位置ずれのないときの状態を示す模式図、（ｂ）位置ずれしたときの状態を示す模式図。
【図４】本発明による具体的な実施例の説明図で、（ａ）位置ずれのないときの状態を示す模式図、（ｂ）位置ずれしたときの状態を示す模式図。
【図５】（ａ）液晶パネルにフレキシブル基板を接続した一般的な液晶表示素子を模式的に示す平面図、（ｂ）その側面図。
【図６】（ａ）従来のパネル側リード電極と基板側出力電極の接続部分を模式的に示す拡大平面図、（ｂ）その断面図。
【図７】（ａ）別の従来技術によるパネル側リード電極と基板側出力電極とを位置ずれのない状態で示す模式図、（ｂ）同各電極の位置ずれしたときの状態を示す模式図。
【符号の説明】
１０液晶パネル
１１端子部
１１ａ基端部
１１ｂ端縁
２０フレキシブル基板
２０ａ基板本体
２０ｂ端縁
１００パネル側リード電極
１０１先端（上辺）
１０２底辺
１１０第１接続面
２００基板側出力電極
２０１先端（上辺）
２０２底辺
２１０第２接続面
ｇａ，ｇｆ隣接リード間隙
ｇｃ対向リード間隙

Claims

複数本のリード電極が一定のピッチで互いに平行に形成されている端子部を有する液晶パネルと、上記リード電極と同一ピッチになるように形成された複数の出力電極を有するフレキシブル基板とを含み、上記パネル側リード電極と上記基板側出力電極とをそれらの接続面同士を対向させて導電粒子を含む接着手段を介して電気的・機械的に接続してなる液晶表示素子において、
上記パネル側リード電極には、上記端子部の基端部側を底辺とし、上記端子部の端縁側を上記基端部側底辺よりも幅の狭い上辺とする二等辺台形形状の第１接続面が含まれ、上記基板側出力電極には、上記フレキシブル基板の基板本体側を底辺とし、上記フレキシブル基板の端縁側を上記基板本体側底辺よりも幅の狭い上辺とする二等辺台形形状の第２接続面が含まれ、上記各接続面同士が、その一方の上辺側を他方の底辺側に配置した状態で上記接着手段を介して接続されていることを特徴とする液晶表示素子。
上記第１接続面と上記第２接続面とが、上記上辺と上記底辺間の長さを含めて同一の二等辺台形形状である請求項１に記載の液晶表示素子。