JP2009152343A - フレキシブル配線基板の実装構造とそれを適用した液晶表示モジュール。 - Google Patents

Abstract

【課題】ＦＰＣの折り返しによるスプリングバック作用を有効に抑えることができ、且つリペア性に優れたＦＰＣの実装構造とこれを用いた液晶表示モジュールを提供する。
【解決手段】フレーム３の前室３ａと後室３ｂにそれぞれ液晶表示パネル４と面発光照射パネル１１が設置され、外部から液晶表示パネル４に表示信号等を入力させるＦＰＣ１０が液晶表示パネル４の基板突出部６ａに導通接合されてフレーム外に引き出され、フレーム３の背面側に折り返されており、そのＦＰＣ１０の対向する配線形成面にそれぞれ設置されているジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂとが半田接合され、ＦＰＣ１０のスプリングバック作用が抑止されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、フレキシブル配線基板を折り返した実装構造とこれを適用した液晶表示モジュールに関する。

液晶表示パネルや有機エレクトロルミネッセンス表示パネル等を用いたＦＰＤモジュールは、適用機器の薄型化に有利であるという利点から、近年、携帯電話機やＰＤＡ（Personal Digital Assistance）等のモバイル機器のディスプレイとして用いられている。このＦＰＤモジュールでは、配線基板として薄型化に有利なフレキシブル配線基板（以下、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）という）が用いられている。

ＦＰＣを用いた液晶表示モジュールにおいては、特許文献１にも示されるように、電気接続すべき外部回路基板に対する位置との関係で、液晶表示パネルの背面側に折り返す実装構造が採用されている。
特開２００２−３２８３９１号公報

近年、モバイル機器のディスプレイに対しては、小型薄型化の要求が極めて厳しく、ＦＰＤモジュールに対しても更なる薄型化が要求されている。この為、ＦＰＣを表示の背面側へ折り返す曲げ部の半径も小さくなり、それに伴い、ＦＰＣ自体の弾性復元力によるスプリングバック作用も大きくなる。

従来、上記スプリングバック作用を抑える方法としては、ＦＰＣの折り返し側部分を両面テープ等の粘着部材で固着したり、外装ケースにより押さえ込む方法が採られている。

前者の粘着部材による固着方法の場合、ＦＰＣの折り曲げ半径が小さくなるに従い粘着部材の面積や厚みが大きくなって薄型化に不利となる上に、修理分解時における作業性つまりリペア性が悪化する。

後者の外装ケースにより押さえ込む方法は、薄型化を促進するために薄い板金等で形成された外装ケースにＦＰＣのスプリングバック作用による反りが生じてしまうという問題がある。

本発明の目的は、ＦＰＣの折り返しによるスプリングバック作用を有効に抑え、且つリペア性に優れたＦＰＣの実装構造とこれを用いた液晶表示モジュールを提供することである。

本発明の請求項１に記載のＦＰＣの実装構造は、一方の主面が対向する状態に折曲され、少なくとも前記一方の主面の互いに対向する部分に互いに対向させて形成された配線と、前記一方の互いに対向する部分の配線の少なくとも一方に形成された半田ランドとが設けられたフレキシブル配線基板と、互いに対向する一対の端子電極が設けられ、一方の端子電極が前記半田ランドに半田接合され、他方の端子電極が前記フレキシブル配線基板の対向する前記配線に接続されている電子部品とを、有することを特徴とするものである。

請求項２に記載のＦＰＣの実装構造は、請求項１のＦＰＣの実装構造において、前記フレキシブル配線基板の他方の主面で前記半田ランドと前記フレキシブル配線基板を介して対向する位置に設置され、前記フレキシブル配線基板を貫通させて前記半田ランドと導通接続されているパッドをさらに有する、ことを特徴とするものである。

請求項３に記載のＦＰＣの実装構造は、請求項１又は請求項２に記載のＦＰＣの実装構造において、前記電子部品が本体部に受動素子が内蔵されたジャンパチップである、ことを特徴とするものである。

本発明の請求項４に記載された液晶表示モジュールは、一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶表示パネルと、一方の端部が前記液晶表示パネルに導通接続され、前記液晶表示パネルの表示の観察側とは反対側の背面側へ一方の主面が対向する状態に折り返され、少なくとも前記一方の主面の互いに対向する部分に互いに対向させて形成された配線と、前記一方の互いに対向する部分の配線の少なくとも一方に形成された半田ランドとが設けられたフレキシブル配線基板と、互いに対向する一対の端子電極が設けられ、一方の端子電極が前記半田ランドに半田接合され、他方の端子電極が前記フレキシブル配線基板の対向する前記配線に接続されている電子部品とを、有することを特徴とするものである。

請求項５に記載された液晶表示モジュールは、請求項４に記載の液晶表示モジュールにおいて、前記フレキシブル配線基板の他方の主面で前記半田ランドと前記フレキシブル配線基板を介して対向する位置に設置され、前記フレキシブル配線基板を貫通させて前記半田ランドと導通接続されているパッドとをさらに有する、ことを特徴とするものである。

請求項６に記載された液晶表示モジュールは、請求項４又は請求項５に記載の液晶表示モジュールにおいて、前記液晶表示パネルを収納するシールドケースを更に有し、折り返した前記フレキシブル配線基板を前記シールドケースの内面に沿って延在させたこと、を特徴とするものである。

本発明によれば、折り返しに伴うスプリングバック作用を有効に抑えることができ、且つリペア性にも優れたＦＰＣの実装構造とそれを用いる液晶表示モジュールを提供できる。

図１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した模式的断面図、図２、図３は夫々前記液晶表示モジュールの組立て工程におけるＦＰＣを折り返す前の状態と折り返し後の状態を示す各斜視図、そして、図４は図３の状態におけるIＶ−IＶ線断面図である。

本液晶表示モジュールの筐体は、扁平な直方体をなす箱の天板を除去した形状の収納ケース１に、底板を除去した同形状のカバーケース２が、嵌装されてなる。これら両ケース１、２は、共にステンレス板等の薄肉金属板を加工して形成されている。カバーケース２の天板２ａには、表示を観察するための表示窓２ｂが穿設されている。

上記筐体内には、フレーム３が配置されている。本実施形態のフレーム３は、共に空間外形が扁平な直方体をなす前室３ａと後室３ｂとが２段に重設されてなる。すなわち、直方体の空間を囲む側板３ｃの所定高さ位置に、その内面全周にわたって段差３ｄが形成され、この段差３ｄを境界として、前室３ａと平面積が段差３ｄの面積分だけ小さい後室３ｂとが２段に重設されている。このフレーム３は、樹脂材料を用いて一括成形されている。

フレーム３の前室３ａには、液晶表示パネル４が段差３ｄに周縁部を支持された状態で収納されている。液晶表示パネル４は、電極（不図示）が形成された一対のガラス基板５、６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５、６間に液晶（不図示）を封入して、構成されている。ガラス基板５、６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７、８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４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、表示の観察側の前ガラス基板５の内面には１枚膜状の対向電極（不図示）が設置され、他方の後ガラス基板６の内面には複数の画素電極（不図示）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が形成されている。

本例の液晶表示パネル４における前、後一対のガラス基板５、６のうち、後ガラス基板６の一端面を前ガラス基板５の対応する端面よりも適長延出させ、突出部６ａが形成されている。後ガラス基板６の突出部６ａ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、これら駆動回路部には駆動回路素子としてのドライバＬＳＩ９がＣＯＧ（Chip On Glass）搭載されている。そして、この駆動回路部の入力端子エリアには、ＦＰＣ１０が導通接合されている。

フレーム３の後室３ｂには、サイドライト型の面発光照射パネル１１が収容設置されている。本実施形態のサイドライト型面発光照射パネル１１は、照射対象の液晶表示パネル４に大略対応した矩形をなす透明な導光板１２の一端側に、点光源としてのＬＥＤ（Light-Emitting Diode）１３が本例では２個配置され、導光板１２の液晶表示パネル１に対向させる前面１２ａとは反対側の後面１２ｂには光反射シート１４が設置されて、構成されている。導光板１２の光反射シート１４が設置されている後面１２ｂには、ＬＥＤ１３から射出され導光板１２に入射した光を前面に向けて均一に反射させるための同心円状の凹凸パターン（不図示）が形成されている。また、導光板の前面１２ａには、導光板１２から面状に出射される照射光の輝度分布や出射方向等の光学特性を調整するための光拡散シート１５とプリズムシート１６が積層されている。

上述のように構成されたサイドライト型面発光照射パネル１１においては、ＬＥＤ１３から射出された光が、導光板１２内にその対向する端面から入射し、この入射光が後面１２ｂの同心円状凹凸パターンに入射し前面１２ａに向けて内面反射され、前面１２ａから面状に出射される。この面状出射光は、光拡散シート１５とプリズムシート１６を透過することにより、輝度分布が均一化されると共に出射方向が正面方向に調整され、液晶表示パネル４の背面に照射される。なお、同心円状凹凸パターンに入射した後に導光板１２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１４により反射されて導光板１２内に再入射させられる。これにより、ＬＥＤ１３からの射出光の利用効率が格段に高められる。

液晶表示パネル４の基板突出部６ａに導通接合されたＦＰＣ１０は、フレーム３の側板３ｃに形成されている切欠き部３ｅを通してフレーム３外に引き出され、フレーム３の背面側に折り返されている。本実施形態におけるＦＰＣ１０は、片面１０１に配線１０ａ（図４参照）が形成された片面実装タイプのものであり、図２の展開斜視図に示されるように、その配線形成面１０１には抵抗素子やコンデンサ素子等の電子チップ部品１７がＣＯＦ（Chip On Film）搭載されている。そして、電子チップ部品１７が並設された列の両端部には、一対のジャンパチップ１８、１８が配設されている。

ジャンパチップ１８は、図４の断面図に示されるように、基板１８ａの対向する一対の端面に、電極１８ｂ、１８ｃのコの字断面をなす各端子部１８ｄ、１８ｅがそれぞれ被装され、各電極１８ｂ、１８ｃの他端部を誘電体１８ｆを介し対向させてコンデンサ素子が形成され、そのコンデンサ素子部に保護膜１８ｇが被着されてなる。そして、各ジャンパチップ１８の両端子部１８ｄ、１８ｅのうち、一方の端子部１８ｅがＦＰＣ１０の配線１０ａに半田１９により導通接続されている。

また、図２に示すように、一対のジャンパチップ１８、１８に対応させて、フレキシブル配線基板１０側に一対の半田ランド１０ｂ、１０ｂが配設されている。ここで、各半田ランド１０ｂの配設位置は、ＦＰＣ１０をフレーム３の背面側に折り返した際に各半田ランド１０ｂの先端面と対応するジャンパチップ１８の端子電極１８ｄとが重なる位置に設定されている。ＦＰＣ１０を折り返した状態で重なった前記半田ランド１０ｂと前記電極端子部１８ｆは、半田２０により導通接合されている。

ＦＰＣ１０を挟んで各半田ランド１０ｂの裏側には、パッド２１がそれぞれ配設されている。対応する半田ランド１０ｂとパッド２１とは、ＦＰＣ１０を貫通するスルーホール２２に設けられている貫通配線２３により導通接続されている。このパッド２１は、半田接合を行う際に半田ゴテを当接させる為のパッドである。

フレーム底板３ｆの外面には、その４隅に凸脚３ｇがそれぞれ立設されており、図１に示すように、それら４個の凸脚３ｇの高さ分だけ、フレーム底板３ｆの外面と収納ケース底板１ａの内面との間に隙間が確保されている。この隙間に、ＦＰＣ１０のフレーム３背面側へ折り返した部分を延在させ、その外部回路基板に導通接続される端部が収納ケース１外に引き出されている。

上述したように、略１８０°に折り曲げたＦＰＣ１０の対向する各配線形成面にジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂを重畳可能に配設し、重なるジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂを半田接合することにより、折り返したＦＰＣ１０のスプリングバック作用を確実に抑えることができ、且つ、両面粘着シート等の粘着部材によりスプリングバック作用を抑える従来方法に比べてリペア作業性が向上する。

また、ジャンパチップ１８としてコンデンサ素子を内蔵するものを用い、スプリングバック抑止部材と受動素子部品を兼用させたから、ＦＰＣ１０に搭載すべき部品点数が減少し、モジュールの簡素化を促進することができる。

次に、本実施形態の液晶表示モジュールの製造工程におけるＦＰＣ１０の折り返し実装作業について、図２、３に基づき説明する。

フレーム３に面発光照射パネル１１とＦＰＣ１０が導通接合された液晶表示パネル４が順次収納設置された組立体を、図２に示すように裏返し、この状態から、図３に示すようにＦＰＣ１０のフレーム３外に引き出した部分をフレーム底板３ｆの外面（背面）側に折り返す。この際、対応するジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂ同士が重なるように折り返し位置を調整し、対応するジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂ同士が重なった状態で、ＦＰＣ１０の裏面に設けられているバッド２１（図４参照）に半田ゴテを当接させて加熱する。

ここで、パッド２１と半田ランド１０ｂは、貫通配線２３により導通接続されている。すなわち、パッド２１から貫通配線２３を介し半田ランド１０ｂに至る経路は導電体が連なった良好な電気導通経路であり、良好な電気導通経路は良好な熱伝導経路でもある。従って、パッド２１に当接させた半田ゴテの熱が貫通配線２３を介して半田ランド１０ｂに効率よく伝導し、半田ランドに予め付着されている半田２０が速やかに溶融し、ジャンパチップ１８先端面と半田ランド１０ｂが確実に融着される。

このように、折り曲げたＦＰＣ１０の内側で対向するジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂを半田接合するのに際し、半田ランド１０ｂに貫通配線２３を介して導通接続された裏側のパッド２１に半田ゴテを当てるだけでよく、そのパッド２１は折り曲げたＦＰＣ１０の外側に露出しているから、折り曲げたＦＰＣ１０の内側に隠れている為に困難が予想されたジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂの半田接合を極めて容易に実施することができる。

以上のように、本実施形態のＦＰＣ実装構造が適用された液晶表示モジュールは、小さい半径で折り返したＦＰＣ１０によるスプリングバック作用をジャンパチップ１８とこれに対応させて設けられている半田ランド１０ｂとを半田接合することにより抑止する構成としたから、スプリングバック作用を抑え込むための外装ケースの厚肉化が回避され、且つ、折り返したＦＰＣ１０を固定するために粘着部材を用いないからリペア作業性を低下させることもない。

また、ジャンパチップ１８に半田接合させる半田ランド１０ｂに対応させてその裏面にパッド２１を設け、このパッド２１と半田ランド１０ｂとをＦＰＣ１０を貫通させた配線２３により導通接続したから、折り返したＦＰＣ１０の外側に露出しているパッド２１に半田ゴテを当てるだけで、折り返したＦＰＣ１０の内側に隠れる配置となるジャンパチップ１８と半田ランド１０ｂを容易に半田接合することができる。

その結果、ＦＰＣの折り返しによるスプリングバック効果を有効に抑え、且つリペア性に優れたＦＰＣの実装構造とこれを用いた液晶表示モジュールが、少ない工数で容易に得られる。

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、本発明のＦＰＣ実装構造に適用される電子部品は、受動素子を内蔵するジャンパチップに限らず、ドライバチップ等の能動素子を内蔵する半導体チップであってもよく、単に導通させるだけのチップであってもよい。

また、本発明のＦＰＣ実装構造は、片面配線のＦＰＣに限らず、両面配線のＦＰＣにも有効に適用可能であり、且つ、液晶表示モジュールに限らず、ＦＰＣを配線部材として用いる液晶表示モジュール以外の種々の電子機器に広く適用可能である。

加えて、本発明の液晶表示モジュールは、折り返したＦＰＣを収納するケースを備えたタイプに限らず、ＦＰＣが折り返されたまま露出されているタイプの液晶表示モジュールにも適用可能であることは、勿論である。

本発明の一実施例としての液晶表示モジュールを示した模式的断面図である。 上記液晶表示モジュールの組立て工程においてＦＰＣを折り返す前の状態を示す斜視図である。 上記液晶表示モジュールの組立て工程においてＦＰＣを折り返した状態を示す斜視図である。 図３の状態におけるＩＶ−ＩＶ線断面図である。

符号の説明

１ 収納ケース
２ カバーケース
３ フレーム
３ａ 前室
３ｂ 後室
３ｃ 側板
３ｄ 段差
４ 液晶表示パネル
５、６ 前、後ガラス基板
７、８ 前、後偏光板
９ ドライバＬＳＩ
１０ ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）
１０ａ 配線
１０ｂ 半田ランド
１１ 面発光照射パネル
１２ 導光板
１３ ＬＥＤ（Light-Emitting Diode）
１４ 光反射シート
１５ 光拡散シート
１６ プリズムシート
１７ 電子チップ部品
１８ ジャンパチップ
１９、２０ 半田
２１ パッド
２２ 貫通孔
２３ 貫通配線

Claims (6)

1. 一方の主面が対向する状態に折曲され、少なくとも前記一方の主面の互いに対向する部分に互いに対向させて形成された配線と、前記一方の互いに対向する部分の配線の少なくとも一方に形成された半田ランドとが設けられたフレキシブル配線基板と、
   互いに対向する一対の端子電極が設けられ、一方の端子電極が前記半田ランドに半田接合され、他方の端子電極が前記フレキシブル配線基板の対向する前記配線に接続されている電子部品とを、有することを特徴とするフレキシブル配線基板の実装構造。
2. 前記フレキシブル配線基板の他方の主面の前記半田ランドに対応する位置に設置され、前記フレキシブル配線基板を貫通させて前記半田ランドと導通接続されているパッドを、さらに有することを特徴とする請求項１に記載のフレキシブル配線基板の実装構造。
3. 前記電子部品は、受動素子が内蔵されたジャンパチップである、ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフレキシブル配線基板の実装構造。
4. 一対の基板間に液晶が挟持されてなる液晶表示パネルと、
   一方の端部が前記液晶表示パネルに導通接続され、前記液晶表示パネルの表示の観察側とは反対側の背面側へ一方の主面が対向する状態に折り返され、少なくとも前記一方の主面の互いに対向する部分に互いに対向させて形成された配線と、前記一方の互いに対向する部分の配線の少なくとも一方に形成された半田ランドとが設けられたフレキシブル配線基板と、
   互いに対向する一対の端子電極が設けられ、一方の端子電極が前記半田ランドに半田接合され、他方の端子電極が前記フレキシブル配線基板の対向する前記配線に接続されている電子部品とを、有することを特徴とする液晶表示モジュール。
5. 前記フレキシブル配線基板の他方の主面の前記半田ランドに対応する位置に設置され、前記フレキシブル配線基板を貫通させて前記半田ランドと導通接続されているパッドを、さらに有することを特徴とする請求項４に記載の液晶表示モジュール。
6. 前記液晶表示パネルを収納するシールドケースを更に有し、
   折り返した前記フレキシブル配線基板を前記シールドケースの内面に沿って延在させたことを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の液晶表示モジュール。

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