JP2007298699A - 液晶モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＣの剥がれを防止し、信頼性の高い小型の液晶モジュールを提供することである。
【解決手段】本発明に係る液晶表示モジュール１００は、液晶表示パネル１０１に接続されたパネル側ＦＰＣ１０３と、光源１１０が搭載されたバックライト側ＦＰＣ１０９と、光源１１０を収納する収納部１１３を備えたフレーム１０７とを有し、液晶表示パネル１０１の背面側に配置されたバックライト１０２とを備え、バックライト側ＦＰＣ１０９上に設けられ、収納部１１３内に収納された接続端子１１１と、パネル側ＦＰＣ１０３上に設けられ、収納部１１３内に収納されたコネクタ１１２とを有し、接続端子１１１とコネクタ１１２とを嵌め合わせた嵌合部により、パネル側ＦＰＣ１０３とバックライト側ＦＰＣ１０９とが固定されているものである。
【選択図】 図１

Description

本発明は、液晶モジュールに関し、特に、フレキシブル基板を備える液晶モジュールに関する。

一般的に、液晶表示装置には、その小型化を目的としてフレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）が使用されている（例えば、特許文献１参照）。図６に、従来の液晶表示モジュールの構成を示す。図６に示すように、液晶表示装置１０は、液晶表示パネル１１、バックライトユニット１２、パネル側ＦＰＣ１３などを有している。パネル側ＦＰＣ１３は、液晶表示パネル１１の一辺に異方性導電膜（ＡＣＦ：Anisotropic Conductive Film）によって、物理的かつ電気的に接続されている。

また、液晶表示パネル１１の背面側には、バックライトユニット１２が配置されている。パネル側ＦＰＣ１３は、液晶表示パネル１１のバックライトユニット１２側にＵ字型に折り曲げられ、バックライトユニット１２の反視認側に両面テープ２０により固定されている。バックライトユニット１２は、フレーム１４、導光板１５等の光学部材、光源１７が実装されたバックライト側ＦＰＣ１６などを有している。バックライト側ＦＰＣ１６に実装された光源１７は、導光板１５の光入射端面に沿って配置されている。

また、バックライト側ＦＰＣ１６には、光源１７に電源電圧を供給するための、接続端子１９が延設されている。一方、パネル側ＦＰＣ１３には、コネクタ１８が実装されている。接続端子１９は、コネクタ１８に挿入され、光源１７に電源電圧を供給している。

また、図７に特許文献２に記載の液晶表示装置１０の構成を示す。特許文献２には、光源駆動用の接続端子１９が、フレーム１４の開口部を介してパネル側ＦＰＣ１３に接続された液晶表示装置１０が開示されている。図７に示すように、光源源駆動用の接続端子１９はフレーム１４から突出するように配置され、パネル側ＦＰＣ１３に形成された接続パッドに半田２１を用いて電気的に接続されている。
特開２００２−２５８３１７号公報 特開２００５−９９４６３号公報

ところで、液晶表示装置は高い信頼性が要求され、高温高湿の環境下でも十分な品質を維持する必要がある。しかしながら、上述したようにパネル側ＦＰＣ１３をＵ字型に折り曲げて、バックライトユニット１２に両面テープ２０により接着した場合、不都合な点が存在する。すなわち、パネル側ＦＰＣ１３を固定している両面テープ２０の接着能力が低下し、パネル側ＦＰＣ１３を構成する導体薄膜及び絶縁薄膜の弾性的復元力によってパネル側ＦＰＣ１３が剥がれて撓んでしまうという問題があった。このように、パネル側ＦＰＣ１３が剥がれ撓んでしまうと、表示装置を構成する他の部材に接触し、パネル側ＦＰＣ１３内の配線が断線し表示不良が発生してしまうという問題がある。あるいは、パネル側ＦＰＣ１３の弾性復元力により、液晶表示パネル１１自体が持ち上がり、液晶表示装置を構成する筐体等に接触し、液晶表示パネル１１が破損してしまう場合もある。

また、図６に示す従来の液晶表示装置においては、バックライト１２に設けられている光源１７へ電源電圧を供給するために、パネル側ＦＰＣ１３にはコネクタ１８を設ける必要がある。このため、パネル側ＦＰＣ１３上にコネクタ１８を搭載する領域が必要となり、他の電子部品を搭載する領域が狭くなってしまう。あるいは、パネル側ＦＰＣ１３のサイズを大きくしなければならず、コストアップにつながるおそれがある。また、接続端子１９を外側に引き出すため、液晶パネルの外径寸法が大きくなってしまうおそれがある。

さらに、パネル側ＦＰＣ１３にコネクタ１８を設けた場合、コネクタ１８の分、液晶表示装置の厚みが増してしまい、液晶表示装置の小型化の流れと反することとなってしまう。

また、図７に示すように、パネル側ＦＰＣ１３とバックライト側ＦＰＣ１６の接続端子１９とを半田により接続する場合、光源１７に電源電圧を供給するための接続端子１９をフレーム１４から突出させて配置する必要がある。また、パネル側ＦＰＣ１３上には、半田接続用の接続パッドを設ける領域が必要となる。このため、上述と同様の問題が生じるおそれがある。

本発明は、このような事情を背景としてなされたものであり、本発明の目的は、ＦＰＣの剥がれを防止し、信頼性の高い小型の液晶モジュールを提供することである。

本発明の第１の態様に係る液晶モジュールは、液晶パネルと、前記液晶パネルに接続されたパネル側フレキシブル基板とを備えるとともに、光源が搭載されたバックライト側配線基板と、前記光源を収納する収納部を備えたフレームとを有し、前記液晶パネルの背面側に配置されたバックライトを備える液晶モジュールであって、前記バックライト側配線基板上に、前記収納部内に収納される接続端子を設け、前記パネル側フレキシブル基板上に、前記収納部内に収納されるコネクタを設け、前記接続端子と前記コネクタとを嵌め合わせた嵌合部により、パネル側フレキシブル基板と前記バックライト側配線基板とが固定されているものである。これにより、ＦＰＣの剥がれを防止することができ、液晶モジュールの信頼性を向上させることができる。また、接続端子とコネクタとを、フレームに設けられた収納部内に設けるため、装置の小型化を実現することができる。ここで、バックライト側配線基板は、リジッドな回路基板であってもよいし、フレキシブルな回路基板であってもよい。

本発明の第２の態様に係る液晶モジュールは、上記の液晶モジュールにおいて、前記コネクタは、ボードｔｏボードコネクタであるものである。これにより、簡便に装置の小型化を実現することができる。

本発明により、ＦＰＣの剥がれを防止し、信頼性の高い小型の液晶モジュールを提供することができる。

本発明の実施の形態に係る液晶表示モジュール１００について、図１〜図３を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示モジュール１００の構成を示す断面図である。また、図２は、本実施の形態に係る液晶表示モジュール１００に用いられるバックライト１０２の構成を示す平面図である。図３は、図１に示す液晶表示モジュール１００からパネル側フレキシブル基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）１０３を分解した図である。

図１〜図３に示すように、本実施の形態に係る液晶表示モジュール１００は、液晶表示パネル１０１、バックライト１０２、パネル側ＦＰＣ１０３などを有している。また、バックライト１０２は、フレーム１０７、導光板１０８、バックライト側ＦＰＣ１０９、光源１１０などを備えている。本発明に係る液晶表示モジュール１００は、液晶表示パネル１０１の反視認側（背面側）に折り曲げられたパネル側ＦＰＣ１０３がフレーム１０７から剥がれるのを抑制するとともに、装置の小型かを実現するものである。

液晶表示パネル１０１は、画像の表示を行う。図１及び図３に示すように、液晶表示パネル１０１は、素子基板１０４と素子基板１０４に対向して配置された対向基板１０５とを有している。素子基板１０４及び対向基板１０５の互いに対向する面には、例えば、ＩＴＯなどからなる表示画素を構成するための透明電極が形成されている。素子基板１０４と対向基板１０５とは、枠状に形成されたシール材（不図示）により固着されている。また、素子基板１０４、対向基板１０５、シール材により囲まれた空間内に液晶(不図示)が封入されている。さらに、素子基板１０４及び対向基板１０５の外側には、偏光板１０６がそれぞれ貼着されている。

このような液晶表示パネル１０１においては、素子基板１０４、対向基板１０５のうち一方が、本実施の形態においては素子基板１０４が他方の対向基板１０５よりも大きく形成されている。この大きく形成された素子基板１０４の突出部分に透明電極から延出して形成された引き出し配線（不図示）が形成されており、引き出配線の端部に端子部（不図示）が形成されている。本実施の形態においては、端子部は、図３に示す素子基板１０４の反視認側（背面側）に設けられている。

液晶表示パネル１０１としては、様々なタイプのものを使用することができる。例えば、各画素にスイッチ素子を有するアクティブタイブの液晶表示パネル、スイッチ素子を有していないパッシブタイプの液晶表示パネル、あるいは、透過型、半透過半反射型などのいずれの液晶表示パネルを使用することもできる。また、ＴＮ（Twisted Nematic）モード、ＳＴＮ（Super Twisted Nematic）モード、あるいはＩＰＳ（In Plane Switching）モードなどいずれのモードの液晶表示パネルを使用することも可能である。

バックライト１０２は、液晶表示パネル１０１に面状の光を照射する。バックライト１０２は、液晶表示パネル１０１の反視認側、すなわち背面側に設けられている。従って、バックライト１０２が、液晶表示パネル１０１の背面側に配置される背面部材となる。図２に示すように、バックライト１０２は、導光板１０８や、反射シート、プリズムシート（不図示）などの光学部材や当該光学部材を収納するフレーム１０７、バックライト側回路基板であるバックライト側ＦＰＣ１０９などを備えている。なお、図２においては、バックライト側ＦＰＣ１０９やフレーム１０７により見えない構成要素については、破線で図示している。また、図２に示すＡ−Ａ線における断面図は、図１に示すバックライト１０２の断面図である。

フレーム１０７は、導光板１０８の背面側を覆うようにポリカーボネート樹脂などの樹脂材料により形成されている。図２に示すように、フレーム１０７には収納部１１３が形成されている。すなわち、収納部１１３において、フレーム１０７の背面には開口が形成されている。収納部１１３は、後述する光源１１０、接続端子１１１、コネクタ１１２を収納する。導光板１０８の長手方向の長さは、フレーム１０７の長手方向の長さよりも短く形成されている。そして、導光板１０８は、その光入射端面が収納部１１３に沿うように配置される。すなわち、収納部１１３は、フレーム１０７内の導光板１０８の光入射端面に近傍に形成されている。

なお、フレーム１０７の形状としては、図２に示す形状に限定されるものではない。例えば、図５に示すように、フレーム１０７は、ポリカーボネート樹脂などの樹脂材料により枠状に形成されていてもよい。この場合においても、上述のように、導光板１０８の長手方向の長さは、フレーム１０７の長手方向の長さよりも短く形成されている。そして、導光板１０８は、フレーム１０７と導光板１０８の光入射端面との間に一定の間隔が形成されるように、フレーム１０７内に収納されている。これにより、光源１１０を収納する収納部１１３が形成される。すなわち、枠状のフレーム１０７の内面と導光板１０８の光入射端面との間が、収納部１１３となる。従って、この場合においても、収納部１１３は導光板１０８の光入射端面近傍に位置している。

バックライト側ＦＰＣ１０９上には、光源１１０及び接続端子１１１が実装されている。バックライト側ＦＰＣ１０９は、液晶表示パネル１０１とバックライト１０２との間に配置されている。また、バックライトユニット側ＦＰＣ１０９は、バックライト１０２の液晶表示パネル１０１側の面に設けられている。図２においては、バックライト側ＦＰＣ１０９は、光源１１０及び接続端子１１１が実装された面が背面側になるように配置されている。そして、光源１１０及び接続端子１１１は、収納部１１３内に収納される。また、光源１１０は、導光板１０８の光入射端面に沿って配置されるよう収納部１１３内に収納される。図２においては、３つの光源１１０が導光板１０８の光入射端面に沿って一列に並ぶように配置されている。光源１１０としては、ＬＥＤなどの点光源を用いることができる。また、接続端子１１１は、収納部１１３内において、光源１１０とフレーム１０７との間に設けられている。ここで、接続端子１１１は、後述するオス型ボードｔｏボードコネクタであってもよいし、接続電極が配設された配線端部であってもよい。

パネル側ＦＰＣ１０３は、液晶表示パネル１０１を構成する素子基板１０４一辺に設けられた端子部にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）（不図示）により、電気的・物理的に接続されている。パネル側ＦＰＣ１０３は、ポリイミド樹脂などからなる可撓性の絶縁基板上に、Ｃｕなどの金属材料からなる複数の配線パターン（不図示）が形成された構成を備えている。また、ＦＰＣ１０３は、液晶表示パネル１０１との接続部の反対側の一端に、制御回路が搭載された基板（制御回路基板）と接続される制御回路基板接続部（不図示）を備えている。制御回路基板からの制御信号などは、パネル側ＦＰＣ１０３に形成された配線パターンを介して液晶表示パネル１０１に伝送される。

また、パネル側ＦＰＣ１０３上には、コネクタ１１２が実装されている。さらに、ここでは図示していないが、パネル側ＦＰＣ１０３には、駆動用ＩＣチップやコンデンサ等のチップ部品が搭載されている。コネクタ１１２は、外部からパネル側ＦＰＣ１０３入力される光源１１０の電源電圧を、光源１１０に伝送するために設けられている。従って、制御回路基板からの光源用の電源電圧は、パネル側ＦＰＣ１０３に形成された配線パターン及びコネクタ１１２を介して、光源１１０に供給される。

また、図１に示すように、パネル側ＦＰＣ１０３は、液晶表示パネル１０１の反視認側に折り曲げられている。すなわち、パネル側ＦＰＣ１０３は、液晶表示パネル１０１のバックライト１０２が配置された側に折り曲げられている。ＦＰＣ１０３が折り曲げられている部分を、折り曲げ部１１４とする。

図３に示すように、パネル側ＦＰＣ１０３を折り曲げ部１１４において折り曲げることにより、パネル側ＦＰＣ１０３のコネクタ１１２実装面がバックライト１０２の反視認側の面に対向する。そして、パネル側ＦＰＣ１０３に実装されたコネクタ１１２は、フレーム１０７に形成された収納部１１３内に収納される。また、コネクタ１１２は、接続端子１１１に対向するように配置される。そして、収納部１１３内において、接続端子１１１とコネクタ１１２とが嵌め合わされている。これにより、パネル側ＦＰＣ１０３とバックライト側ＦＰＣ１０９とが電気的に接続されている。さらに、パネル側ＦＰＣ１０３は、バックライト側ＦＰＣ１０９に物理的に固定されている。この接続端子１１１とコネクタ１１２とが嵌め合わされた部分を嵌合部とする。従って、嵌合部は、収納部１１３内において、光源１１０とフレーム１０７との間に設けられている。

ここで、図４を参照して、接続端子１１１とコネクタ１１２とからなる嵌合部について詳細に説明する。本実施の形態においては、接続端子１１１は雄側ボードｔｏボードコネクタであり、コネクタ１１２は雌型ボードｔｏボードコネクタである。特に、ロックタイプのボードｔｏボードコネクタを用いた場合について説明する。図４は、雄型ボードｔｏボードコネクタである接続端子１１１及び雌型ボードｔｏボードコネクタであるコネクタ１１２の拡大断面図である。図４に示すように、雄型ボードｔｏボードコネクタである接続端子１１１は、耐熱性の樹脂材料からなる凹凸形状を有する基材１１５を備えている。ここでは、基材１１５の凸部が２つ形成された場合について説明する。

基材１１５の２つの凸部にはそれぞれ、接続電極１１６が形成されている。また、接続電極１１６にはそれぞれ、その一部が三角形状に突出した突起１１７が形成されている。ここでは、突起１１７は、２つの凸部の対向しない側の辺にそれぞれ設けられている。突起１１７のコネクタ１１２側の面には傾斜がついており、反対側の面は基材１１５の凸部の側面に垂直に形成されている。

一方、雌型ボードｔｏボードコネクタであるコネクタ１１２は、基材１１５に対応して形成され、耐熱性の樹脂材料からなる凹凸形状を有する基材１１８を備えている。すなわち、基材１１８は、基材１１５の凸部に対応するような凹部を備えている。ここでは、２つの凹部、すなわち、３つの凸部が形成された場合について図示している。

図４に示すように、基材１１８の３つの凸部のうち、外側の２つの凸部には、接続電極１１９が形成されている。また、接続電極１１９には、その一部が三角形状に突出した、突起１２０が形成されている。突起１２０は、接続電極１１９が形成された凸部の、対向する２辺に設けられている。すなわち、突起１２０は、突起１１７が形成された辺に対応して形成されている。突起１２０の接続端子１１１側の面には傾斜がついており、反対側の面は基材１１８の凸部の側面に垂直に形成されている。すなわち、本実施の形態に係る係合部としては、２極のボードｔｏボードコネクタを用いている。

上記のような、接続端子１１１をコネクタ１１２に嵌合させると、両接続電極に形成された突起が係合する。従って、接続端子１１１の接続電極１１６とコネクタ１１２の接続電極１１９とが接触する。これにより、パネル側ＦＰＣ１０３とバックライト側ＦＰＣ１０９とが電気的に接続されるとともに、パネル側ＦＰＣ１０３がバックライト側ＦＰＣ１０９に物理的に固定される。接続端子１１１とコネクタ１１２とを嵌合させたときの、嵌合高さは例えば０．９ｍｍのものを用いることができる。従って、接続端子１１１とコネクタ１１２とを嵌合させても、嵌合部はフレーム１０７の収納部１１３内に収まる。すなわち、勘合された接続端子１１１とコネクタ１１２の高さは、フレーム１０７の収納部１１３の高さと略等しくなる。

また、パネル側ＦＰＣ１０３とフレーム１０７とは直接当接している。すなわち、パネル側ＦＰＣ１０３は、両面テープを用いることなく、接続端子１１１とコネクタ１１２とが嵌合することにより、フレーム１０７に固定されている。

従来、液晶表示パネルの背面側に折り曲げられたＦＰＣは、両面テープなどにより固定していた。しかしながら、高温高湿環境下においては、両面テープの接着能力が低下し、ＦＰＣを構成する導体薄膜及び絶縁薄膜の弾性的復元力によってＦＰＣが剥がれて撓んでしまうという問題があった。このように、パネル側ＦＰＣが剥がれ撓んでしまうと表示装置を構成する他の部材に接触し、パネル側ＦＰＣ内の配線が断線し表示不良が発生してしまうという問題がある。あるいは、パネル側ＦＰＣの弾性復元力により、液晶表示パネル自体が持ち上がり、液晶表示装置を構成する筐体等に接触し、液晶表示パネルが破損してしまう場合もある。

しかしながら、本発明によれば、両面テープを用いずに、パネル側ＦＰＣ１０３ボードｔｏボードコネクタからなる嵌合部によって固定している。このため、高温高湿環境下においても、固定力の低下は発生しない。従って、パネル側ＦＰＣが剥がれ撓んでしまうという問題を解決することができ、液晶表示モジュール１００の信頼性を向上させることができる。また、パネル側ＦＰＣ１０３とフレーム１０７との固定するための両面テープを設ける必要がなく、部品点数を削減することができる。

また、従来の液晶表示装置においては、バックライトに設けられている光源へ電源電圧を供給するために、パネル側ＦＰＣにはコネクタを設ける必要がある。このため、接続端子１９を外側に引き出すため、液晶パネルの外径寸法が大きくなってしまうおそれがある。さらに、パネル側ＦＰＣにコネクタを設けた場合、コネクタの分、液晶表示装置の厚みが増してしまう。

しかしながら、本発明によれば、コネクタ１１２及び接続端子１１１を、フレーム１０７の収納部１１３内に収納することができる。このため、液晶モジュールの厚みを抑制することができ、小型の液晶モジュールを提供することができる。

なお、ここでは、突起１１７は、基材１１５の凸部の対向する辺のいずれか一方に形成したが、両方に設ける構成としてもよい。この場合、基材１１８側に形成される突起１２０は突起１１７に対応して形成ことができる。

また、本実施の形態においては、ボードｔｏボードコネクタを用いた場合について説明したが、これに限定されるものではない。収納部１１３内において、パネル側ＦＰＣ１０３とバックライト側ＦＰＣ１０９とが電気的・物理的に固定されるものであれば他の形態のコネクタ等を用いることも可能である。例えば、コネクタ１１２として、アクチュエータ付のＺＩＦ（Zero Insertion Force）タイプのコネクタを用いてもよい。これにより、接続端子をコネクタに挿入した後に、アクチュエータを倒して、接続端子がコネクタから抜けないようにロックすることができる。これにより、上述と同様の効果が得られる。

なお、図１においては、パネル側ＦＰＣ１０３は素子基板１０４の反視認側に接続されているが、パネル側ＦＰＣ１０３を素子基板１０４の視認側若しくは対向基板１０５に接続することも可能である。

本発明に係る液晶表示モジュールの構成を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示モジュールに用いられるバックライトの構成を示す平面図である。 本発明に係る液晶表示モジュールの構成を説明するための断面図である。 本発明に用いられるボードｔｏボードコネクタの構成を示す断面図である。 本発明に係る液晶表示モジュールに用いられるバックライトの他の構成を示す平面図である。 従来の液晶表示モジュールの断面図である。 従来の液晶表示モジュールの断面図である。

符号の説明

１００ 液晶表示モジュール
１０１ 液晶表示パネル
１０２ バックライト
１０３ パネル側ＦＰＣ
１０４ 素子基板
１０５ 対向基板
１０６ 偏光板
１０７ フレーム
１０８ 導光板
１０９ バックライト側ＦＰＣ
１１０ 光源
１１１ 接続端子
１１２ コネクタ
１１３ 収納部
１１４ 折り曲げ部
１１５ 基材
１１６ 接続電極
１１７ 突起
１１８ 基材
１１９ 接続電極
１２０ 突起

Claims (2)

1. 液晶パネルと、
   前記液晶パネルに接続されたパネル側フレキシブル基板とを備えるとともに、
   光源が搭載されたバックライト側配線基板と、前記光源を収納する収納部を備えたフレームとを有し、前記液晶パネルの背面側に配置されたバックライトを備える液晶モジュールであって、
   前記バックライト側配線基板上に、前記収納部内に収納される接続端子を設け、
   前記パネル側フレキシブル基板上に、前記収納部内に収納されるコネクタを設け、
   前記接続端子と前記コネクタとを嵌め合わせた嵌合部により、パネル側フレキシブル基板と前記バックライト側配線基板とが固定されている液晶モジュール。
2. 前記コネクタは、ボードｔｏボードコネクタである請求項１に記載の液晶モジュール。

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