JP2006119321A

JP2006119321A - 電気回路間の導通接続構造

Info

Publication number: JP2006119321A
Application number: JP2004306415A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Nakagawa; 寛中川
Original assignee: Casio Computer Co Ltd; Kofu Casio Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd; Kofu Casio Co Ltd
Priority date: 2004-10-21
Filing date: 2004-10-21
Publication date: 2006-05-11

Abstract

【課題】設計変更にもコストアップを招くことなく柔軟に対応して常に正確に対応する接続端子同士を導通接続できる、電気回路間の導通接続構造を提供する。
【解決手段】液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８とを２通りの異なる配置で導通接合する為、液晶表示パネル１側にパネル側アライメントマーク１０と基板端面３ｂのエッジライン３ｃとからなる位置基準マーク群１１を設け、パネル側アライメントマーク１０の基板端面３ｂに平行な間隙１０ｂとエッジライン３ｃを、２通りの異なる配置に対応する２本の目盛り線とし、これら２本の目盛り線１０ｂ、３ｃをフレキシブル配線基板８側のアライメントマーク１４の目盛り線１４ｂにそれぞれ整合させることにより、液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８を２通りの異なる配置で確実に導通接続する。
【選択図】図２

Description

この発明は、位置合わせ用の位置基準マークを備えた電気回路間の導通接続構造に関する。

従来、複数の端子が所定の間隔で並設されてなる端子列同士を導通不良やショートを発生させずに確実に導通接続する方法として、それぞれの端子列の両側部に位置合わせ用のアライメントマークを設け、それらアライメントマーク同士を位置合わせすることにより端子列同士を導通接続する方法が、多用されている（例えば、特許文献１参照）。

この接続構造では、導通接続される接続端子が設けられている部材ごとに位置合わせさせるアライメントマーク対の各パターンが形成されている。この場合、前記部材以外の電気部品の形状、構造等が変更されるたびごとに、前記部材も新たに設計し製造し直さなければならず、部材成形用の金型変更が必要となることもあって、大幅なコストアップを招いていた。
特開２００１−１８８２４３号公報

本発明の課題は、一対の電気回路が設けられた部材同士の少なくとも２通りの異なる配置で互いに対応する接続端子同士を導通接続でき、部材の共通化を計ってコストアップを招くことなく常に正確に対応する接続端子同士を導通接続できる、電気回路間の導通接続構造を提供することである。

本発明の電気回路間の導通接続構造は、第１の電気回路に設けられた複数の第１接続端子と第２の電気回路に設けられた複数の第２接続端子の互いに対応する接続端子同士を導通接続する電気回路間の導通接続構造であって、前記第１接続端子が設けられている第１の部材と前記第２接続端子が設けられている第２の部材にそれぞれ、前記第１、第２接続端子の各延在方向に平行に延在する基線と該基線に直交する目盛り線とからなる位置基準マークを配設し、前記第１の部材と前記第２の部材にそれぞれ設けられた各位置基準マークのうちの何れか一方には、複数の異なる位置に対応する複数の目盛り線が所定の間隔で配設され、何れか一方の接続端子と他方の接続端子とをそれらの延在方向へ互いにずらし、一方の位置基準マークの前記複数の目盛り線の各々を他方の位置基準マークの目盛り線に整合させることにより、前記第１接続端子と前記第２接続端子とを複数通りの異なる位置で導通接続することを特徴とするものである。

本発明の電気回路間の導通接続構造によれば、少なくとも一方の位置基準マークが電気回路同士の複数の配置に対応した複数の目盛り線を有しているから、この複数の目盛り線を個々に他方の位置基準マークの目盛り線に整合させることにより、複数の配置のそれぞれにおいて常に正確に対応する接続端子同士を導通接続することができ、その結果、1つの部材を複数の導通接続構造に適用することにより部材の共通化が達成され、コストアップを防止することができる。

本発明の電気回路間の導通接続構造においては、電気回路同士の異なる配置に対応する複数の目盛り線のうちの１本の目盛り線として、電気回路が配設されている基板の端面のエッジラインを利用することが好ましく、これにより、位置基準マークのパターンが簡素化され、位置基準マークの形成が容易となる。

上記の基板エッジラインを一方の位置基準マークの目盛り線に利用する構成は、この一方の位置基準マークが配設された部材が背面側にバックライトを備える透過型液晶表示素子であり、他方の位置基準マークが配設された部材が前記バックライトの背面側に設置された液晶表示素子の駆動を制御する回路基板と該液晶表示素子とを電気接続するフレキシブル配線基板である場合に好適であり、これにより、バックライトの設計変更にも、一方の電気回路側のフレキシブル配線基板を取り換えずに単に位置をずらして接続するだけでよいから、部材の共通化が達成されコストアップが防止される。

また、本発明は、上述したようにバックライトを用いる透過型液晶表示素子のうちでも、液晶表示モジュールの小型薄型化を促進するためにバックライトとして導光板と該導光板の端面に発光ダイオードを配設してなるサイドライト型面発光バックライトを用いた場合に特に好適であり、これにより、サイドライト型面発光バックライトの出力を調整するために導光板の厚さや発光ダイオードの大きさを変更する場合にも、フレキシブル配線基板等の部材の共通化が達成され、コストアップが防止される。

以下、本発明の好適な実施形態について説明する。
図１（ａ）は本発明の一実施形態としての透過型液晶表示モジュールを示す平面図で、図１（ｂ）はそのＢ−Ｂ線断面図である。

液晶表示パネル１は、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板２、３を、それぞれの電極形成面を対向させて枠状シール材（不図示）により所定の間隙を保って接合し、枠状シール材で囲まれたガラス基板２、３間に液晶（不図示）を封入して、構成されている。ガラス基板２、３の液晶封入側とは反対側の各外面には、一対の前、後偏光板４、５がそれぞれ貼着されている。

本実施形態の液晶表示パネル１はアクティブマトリックス方式の液晶表示パネルであり、ガラス基板２の内面には１枚膜状の対向電極が設置され、他方のガラス基板３の内面には複数の画素電極がマトリックス状に配設され、それら双方の電極の対向部に形成される画素がマトリックス配置された表示領域Ｄdが形成されている。

本例の液晶表示パネル１における一対のガラス基板２、３の大きさは、前側ガラス基板２よりも後側ガラス基板３の方が大きく、これら大きさの異なるガラス基板２、３は後側ガラス基板３の隣り合う２縁辺が前側ガラス基板２の対応する２縁辺から突出する配置で接合されている。後側ガラス基板３の突出縁部３ａには、図示しない電極から引き出された配線とその各端部の接続端子が配設されて駆動回路部が形成されており、この駆動回路部にはゲートドライバ６とソースドライバ７がそれぞれＣＯＧ（Chip On Glass）搭載されている。そして、この駆動回路部における入力配線の接続端子配設エリアには、フレキシブル配線基板８（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）が導通接合されている。

ここで、液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８の導通接合構造について、図２（ａ）に基づき説明する。

液晶表示パネルのガラス基板３における突出縁部３ａの入力端子エリアには、ゲートドライバやソースドライバに対する入力配線９の接続端子９ａが、ガラス基板３の端面３ｂに沿って所定のピッチで並設されている。この入力配線９は、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料を用い、フォトリソグラフィーにより所定のパターンに形成されている。そして、この基板突出縁部３ａの接続端子９ａが配列されている縁辺には、フレキシブル配線基板８を接合する際の位置合わせにおいて基準となる第１の位置基準マークが設けられている。

本実施形態においては、第１の位置基準マークとして、接続端子９ａの列の両サイドに配設されたパネル側アライメントマーク１０（他方は図示されていない）と、ガラス基板３の端面３ｂと内面側（電極形成面側）表面が交わるエッジライン３ｃとで、位置基準マーク群１１が構成されている。

本実施形態のパネル側アライメントマーク１０は、入力配線９と同じ材料の透明導電材料を用いてそれらと同時に形成され、図示されるように、４個のＬ字片１０ａが点対称に均等に配置されて隣り合うＬ字片１０ａ間の間隙が十字路を構成する形状をなし、十字路を構成する一方の間隙１０ｂが上記エッジライン３ｃに直交する配置で設置されている。

すなわち、本実施形態の位置基準マーク群１０においては、パネル側アライメントマーク１０のエッジライン３ｃに直交する間隙１０ｂが本発明に係わる基線であり、他方の間隙１０ｃとこれに平行なエッジライン３ｃとが本発明に係わる複数の目盛り線である。

なお、パネル側アライメントマーク１０を挟んでその両側には、複数のダミー配線片１２が入力配線９と同ピッチで平行に配設されている。これらダミー配線片１２は、接続端子９ａとパネル側アライメントマーク１０が配設されたガラス基板３の縁部の均質性を維持して反り等の発生を防止するために設けられており、入力配線９やパネル側アライメントマーク１０と同じ透明導電材料を用いてそれらと同時に形成される。

一方、図２（ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板８には、上記入力配線９に導通接続される配線１３が入力配線９と同ピッチで平行に並設されており、これら配線１３の列の両サイドには、第２の位置基準マークとしての配線基板側アライメントマーク１４（片方は不図示）が配設されている。配線１３は、銅箔等の導電膜をフォトリソグラフィーによりパターニングして形成されている。

配線基板側アライメントマーク１４は、配線１３に平行な基線１４ａとこれに直交する目盛り線１４ｂからなる略十字形に形成されている。この配線基板側アライメントマーク１４も、配線１３と同じ材料の銅箔を用いそれら配線１３と同時にフォトリソグラフィーにより形成されている。

なお、配線基板側アライメントマーク１４と配線１３の列との間には、ダミー配線１５が、配線１３と同ピッチでそれらに平行に配設されている。これらダミー配線１５も、フレキシブル配線基板８の均質性を維持して反り等の変形を防止するために設けられており、配線１３や配線基板側アライメントマーク１４と同じ銅箔を用いてフォトリソグラフィーにより同時に形成される。

また、フレキシブル配線基板８の配線１３が形成された面には、絶縁保護膜１６がオーバーコートされている。この絶縁保護膜１６は、フレキシブル配線基板８の各配線１３における両端部の接続端子１３ａが配設される両端縁部（片方は不図示）を除くエリアにオーバーコートされている。

上述したように構成されたフレキシブル配線基板８をガラス基板３に導通接合するには、まず、ガラス基板３の接続端子９ａが配設された縁部に、熱硬化性樹脂からなるバインダ中に導電性粒子が分散混合されてなる異方性導電接着材１７を配置し、この上にフレキシブル配線基板８を載置する。このフレキシブル配線基板８を載置する際に、図２（ｃ）に示すようにガラス基板側アライメントマーク１１と配線基板側アライメントマーク１４を整合させて、位置合わせを行う。図２（ｃ）では片側だけしか図示されていないが、一対のガラス基板側アライメントマーク１１とこれに対応する一対の配線基板側アライメントマーク１４とを、カメラで画像認識しながら図示される状態に整合させることにより、入力配線９の接続端子９ａと対応する配線１３の接続端子１３ａとが正確に重なる。この状態において、所定温度に加熱した熱圧着ツールを異方性導電接着材１７に重畳載置されたフレキシブル配線基板８の端部に圧接させる。これにより、双方の対応する接続端子９ａ、１３ａ同士が異方性導電接着材１７中の導電性粒子を介して確実に導通接続される。

図１に戻って、液晶表示パネル１の前偏光板４が貼着されている観察側とは反対側の背面側には、サイドライト型面発光バックライト２０が設置されている。この面発光バックライト２０は、大略、ガラス基板３と略同じ面積の透明な導光板２１とこの一端面に設置された発光ダイオード２２、及び導光板２１の光出射面とする前面２１ａとは反対側の後面２１ｂに貼着された光反射シート２３とからなる。

この面発光バックライト２０においては、発光ダイオード２２から射出された光が、導光板２１内にその対向する端面から入射し、この入射光が後面２１ｂに形成されている図示しない微小な凹凸に入射すると、ここで前面２１ａに向けて全反射され、前面２１ａから面状に出射される。なお、微小な凹凸に入射して導光板２１外に出射する光も存在するが、これらの出射光は光反射シート２３により反射され、再度、導光板２１内に入射する。これにより、発光ダイオード２２からの射出光の利用効率が格段に高められる。

上述の面発光バックライト２０は、液晶表示パネル１のガラス基板３に、スペーサを兼ねる両面接着シート２４により、所定の間隙を保って貼着されている。この場合の間隙は、偏光板５と導光板２１の光出射面２１ａとの間に適度なクリアランスが確保される大きさに設定されている。

面発光バックライト２０の背面には、駆動制御回路基板２５が設置されている。この駆動制御回路基板２５は、本実施形態の液晶表示モジュール全体の駆動を制御する回路基板であり、その電子回路（不図示）が形成された後面２５ａには、フレキシブル配線基板８のもう一方の接続端子が配列された端部が挿入接続されるコネクタ２６や、発光ダイオード２２から引き出されたリード線２７が半田接続される端子台２８、及び発光ダイオード２２に過電流が通電されるのを防止する保護素子２９等が、それぞれ所定位置に配設されている。

そして、フレキシブル配線基板８は、本液晶表示モジュールが組み込まれる製品の小型薄型化を促進するために、液晶表示モジュール全体が二点鎖線で示される収納ケース３０内に略隙間なく収納できるよう、撓ませずにガラス基板３や導光板２１及び駆動制御回路基板２５の各端面に沿わせて張設されている。なお、発光ダイオード２２のリード線２７は、収納ケース３０におけるコーナー部の余剰空間に適度に撓ませて収納されている。

ここで、液晶表示モジュールの表示面の明るさをアップさせるため、面発光バックライト２０から出射させる面状照射光の輝度を大幅にアップさせる必要が生じた場合、図３（ａ）に示すように、発光ダイオード２２を大出力のものに取り換え、これに伴って導光板２１も厚いものに取り換えることになる。この場合、従来は、フレキシブル配線基板８も、大出力の面発光バックライト用に取り換えていたが、その為には、金型変更等が必要となり、コストアップを招いてしまう。

しかるに、本実施形態の液晶表示モジュールは、本発明に係わる電気回路間の導通接続構造を採用しているため、そのような事態にコストアップを招くことなく対処できる。

すなわち、図３（ｂ）に示すように、フレキシブル配線基板８とガラス基板３における各接続端子９ａ、１３ａを導通接続するエリアの幅（異方性導電接着材３１の幅に相当）ｗ2を元の幅ｗ1（図２（ｃ）を参照）の約１／２に短縮する。この際、まず、幅が元のものの１／２と狭い異方性導電接着材３１の一方の長手端面をガラス基板３の接続端子９ａの先端位置に近接させて載置し、この上に、フレキシブル配線基板８を位置合わせを行いつつ載置する。この位置合わせにおいては、フレキシブル配線基板８を、その配線基板側アライメントマーク１４の基線１４ａをガラス基板側アライメントマーク１１の基線となる間隙１１ｂに整合させたままそれらの延在方向に沿ってずらし、目盛り線１４ｂにおける配線基板中央側の長手辺をガラス基板３における端面３ｂのエッジライン３ｃに整合させる。これにより、ガラス基板３側の接続端子９ａ上に対応するフレキシブル配線基板８側の接続端子１３ａが、導通接続に必要且つ充分な導通接続幅ｗ2にわたり正確に重畳載置される。この後は、同様に、熱圧着ツールを圧接させ、対応する接続端子９ａ、１３ａ同士を異方性導電接着材３１を介して確実に導通接続させる。

その結果、図３（ａ）に示されるように、厚さが増した導光板３２と出力がアップした発光ダイオード３３からなる新たな面発光バックライト３４が採用された液晶表示モジュールに対しても、同じフレキシブル配線基板８を液晶表示パネル１と駆動制御回路基板２４間に撓ませることなく張設し、双方を確実に電気接続できる。なお、発光ダイオード２２のリード線２７は、その長さを元の配置状態において適度に撓む程度に長く設定してあるから、面発光バックライト３４の厚さが増しても長さが不足して引きつることはない。

以上のように、本実施形態においては、液晶表示パネル１における入力配線９の接続端子９ａとフレキシブル配線基板８における配線１３の接続端子１３ａとを導通接続する際の位置合わせにおいて基準となるそれぞれの位置基準マーク群１１とアライメントマーク１４のうち、液晶表示パネル側の位置基準マーク群１１を、ガラス基板３における端面３ｂのエッジライン３ｃを目盛り線として利用し、液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８の２通りの配置に対応する２本の目盛り線を有する位置基準マークとするから、アライメントマーク１０のパターンが低コストな簡素化されたものになると共に、面発光バックライト２０を厚さの異なる面発光バックライト３４に変更する場合にも、位置基準マーク群１１側の位置合わせに使用する目盛り線を変えて液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８の配置を変えることにより、同じフレキシブル配線基板８を同様に撓ませることなく張設して、双方の対応する接続端子９ａ、１３ａ同士を正確且つ確実に導通接続することができる。

次に、上記実施形態の変形例について、図４（ａ）、（ｂ）にもとづき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

本変形例においては、フレキシブル配線基板８に設ける第２の位置基準マークとしての配線基板側アライメントマーク４０が、基線４０ａに３本の目盛り線４０ｂを所定の間隔で直交させたパターンに形成されている。そして、液晶表示パネル１において接続端子列９ａが配列されたガラス基板３の縁部に設けられる第１の位置基準マークは、上記実施形態よりも基板端面３ｂに近接させて配設された同じパターンのパネル側アライメントマーク４１のみで構成されている。その他の構成は、上記実施形態と同じである。

従って、本変形例の液晶表示モジュールによれば、液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８の３通りの配置に対応する３本の目盛り線を有するアライメントマーク４０をフレキシブル配線基板８側に設けたから、３種類の厚さの異なる面発光バックライトを適宜変更して用いる場合にも、これに対応して設けられているアライメントマーク４０の３本の目盛り線４０ｂのうちの位置合わせに使用する目盛り線４０ｂを変えて液晶表示パネル１とフレキシブル配線基板８の配置を変えることにより、同じフレキシブル配線基板８を同様に撓ませることなく張設して、双方の対応する接続端子９ａ、１３ａ同士を正確且つ確実に導通接続することができる。

なお、本発明は、上記の実施形態に限定されるものではない。
例えば、本発明は、上記実施形態のように液晶表示パネルとフレキシブル配線基板の各接続端子同士をＣＯＧ方式で導通接続する場合に限らず、ＴＡＢ（Tape Auto-mated Bonding）実装されたフレキシブル配線基板を液晶表示パネルにＣＯＦ方式で導通接続する場合や、液晶表示パネルとフレキシブル配線基板間に限らず、ＰＣＢ（Printed Circuit Bord）同士を導通接続する場合等、種々の電気回路間の導通接続に広く適用できることは勿論である。

（ａ）は本発明の一実施形態としての液晶表示モジュールを示す平面図、（ｂ）はそのＢ−Ｂ断面図である。（ａ）は図１の液晶表示モジュールにおける液晶表示パネルの要部を拡大して示す平面図、（ｂ）は上記液晶表示モジュールにおけるフレキシブル配線基板の要部を拡大して示す平面図、（ｃ）は上述した液晶表示パネルとフレキシブル配線基板を位置合わせした状態を拡大して示す平面図である。（ａ）は上記液晶表示モジュールにおいてフレキシブル配線基板の液晶表示パネルに導通接続する位置をずらした状態を示す図１（ａ）に対応する断面図、（ｂ）は（ａ）の液晶表示モジュールを得るために位置合わせした状態を拡大して示す図２（ｃ）に対応する平面図である。上記実施形態の変形例を示し、（ａ）はフレキシブル配線基板をずらす前の位置合わせ状態を示す拡大平面図、（ｂ）はフレキシブル配線基板をずらした位置合わせ状態を示す拡大平面図である。

符号の説明

１液晶表示パネル
２、３ガラス基板
４、５偏光板
６ゲートドライバ
７ソースドライバ
８フレキシブル配線基板
９入力配線
１０、４１パネル側アライメントマーク
１１パネル側位置基準マーク群
１２ダミー配線片
１３配線
１４、４０配線基板側アライメントマーク
１５ダミー配線
１６絶縁保護膜
１７、３１異方性導電接着材
２０、３４面発光バックライト
２１、３２導光板
２２、３３発光ダイオード
２３光反射シート
２５駆動制御回路基板

Claims

第１の電気回路に設けられた複数の第１接続端子と第２の電気回路に設けられた複数の第２接続端子の互いに対応する接続端子同士を導通接続する電気回路間の導通接続構造であって、
前記第１接続端子が設けられている第１の部材と前記第２接続端子が設けられている第２の部材にそれぞれ、前記第１、第２接続端子の各延在方向に平行に延在する基線と該基線に直交する目盛り線とからなる位置基準マークを配設し、
前記第１の部材と前記第２の部材にそれぞれ設けられた各位置基準マークのうちの何れか一方には、複数の異なる位置に対応する複数の目盛り線が所定の間隔で配設され、
何れか一方の接続端子と他方の接続端子とをそれらの延在方向へ互いにずらし、一方の位置基準マークの前記複数の目盛り線の各々を他方の位置基準マークの目盛り線に整合させることにより、前記第１接続端子と前記第２接続端子とを複数通りの異なる位置で導通接続することを特徴とする電気回路間の導通接続構造。
前記複数の目盛り線のうちの１本の目盛り線は、対応する電気回路が配設されている基板の端面のエッジラインであることを特徴とする請求項１に記載の電気回路間の導通接続構造。
前記エッジラインを目盛り線とする位置基準マークが配設された部材は背面側にバックライトを備える液晶表示素子であり、他方の位置基準マークが配設された部材は前記バックライトの背面側に設置された前記液晶表示素子の駆動を制御する回路基板と該液晶表示素子とを電気接続するフレキシブル配線基板であることを特徴とする請求項２に記載の電気回路間の導通接続構造。
前記バックライトは、導光板と該導光板の端面に発光ダイオードを配設してなるサイドライト型面発光バックライトであることを特徴とする請求項３に記載の電気回路間の導通接続構造。