JPS5918927A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は液晶表示装置に関する。詳しくは、液晶パネル
を駆動回路を搭載させた基板と一体化させた液晶表示装
置に関する。

従来、液晶パネルと回路基板との接続には一般に導電ゴ
ムが使用されてきた。しかし、導電ゴムは、位置合わせ
がむずかしい。電気的結合の為には、導電ゴムを一定の
力で押えなくてはならず、力の加減がむずかしい。不均
一な押えになシやすい。導電ゴムをつぶす力で回路基板
も曲がシやすく、信頼性を損う場合がある。等の欠点が
あった。

本発明の目的は位置合わせが容易で組立性の餐易な液晶
表示装置を提供する点にある。

本発明の他の目的は、信頼性の良い液晶表示装置を提供
する点にある。

本発明の液晶表示装置は、液晶パネルと回路基板の接続
にフレキシブル基板を使用し、フレキシブル基板をハン
ダ付けによシ液晶パネルと回路基板とに結合させ、前記
液晶パネルと前記回路基板間に、硬質の部材とその上下
面に配された弾性体とからなる支持体を配し、支持体が
前記フレキシブル基板と前記液晶パネルの結合部、寸た
は前記フレキシブル基板と前記回路基板の結合部のうち
少なくとも一方を押えることにより前記目的を達成した
ものである。

以下、図面を使用して、本発明の液晶表示装置を説明す
る。

ｆ！１図は、本発明の液晶表示装置の第１の実施例の概
観図である。液晶パネル１は押え枠２によ？て回路基板
３に固定され、回路基板３上の端子に、外部から電源、
その他簡単な信号を入力し液晶パネルｌ上に表示（例え
ばｒＥＰｓＯＨ＝１　）を行なっている。

第２図は、第１図に示した本発明の第１の実施例である
本発明の液晶表示装置の断面図を示し、第３図は、分解
組立図を示す。

第２図、第３図に示した液晶パネル１は、ガラス板又は
プラスチックフィルムよｐなる少なくとも２枚の基板と
、その間に挾持された液晶物質よりなる。液晶パネル１
がツイストネマチック型（以下、ＴＮ型と略す）の場合
は、上下偏光板や反射板がシリコン系やアクリル系の粘
着刺咬たは接着剤によって前記基板に固定さり、ている
。液晶パネルｌがホワイトテーラ−型のゲストホスト型
（以下、ＧＨ型と略す）の場合は、液晶パネル１の上面
にばＵＶフィルター、下面には反射板が貼シイ・１けら
れている。

回路基板３上には、少なくとも液晶パネル１を駆動表示
させる工Ｃ等の駆動素子４が搭載されている。基板３と
しては、ガラエボ基板、紙エポ基板、紙フェノール基板
、またばｅｃ４基板（日立化成製）等を使用する。ガラ
エボ基板シま硬度をますことができ、熱収縮性が小さく
、面１環境性も良好である等、信頼性が高い。紙エボ基
板や紙フェノール基板、又はＣＣ４基板はコストが安い
。特にＣＣ４基板は、製造工程が簡単であシ、コストが
安い。回路基板３は、一定の硬さが必要であシ、フレキ
シブル基板の様な極端に柔′らかい材料は一般に不適で
ある。しかし、液晶パネル１と回路基板３の接続は、フ
レキシブル基板５のハンダ伺けにより行なわり、る為、
従来の導電ゴムを使用した場合に比較すると、回路基板
３の硬さは柔らかぐで良い。回路基板３上ルギシブル基
板５の接続箇所（以下、基板コネクタ部と略す）６には
回路基板３上の金属パターンが露出されている。

金属パターンは、一般に銅箔であ勺３〜２０μフル以下
のものが良い。普通の銅箔は厚さが３９μｍであるが、
本発明の液晶表示装置に使用する回路基板３の基板コネ
クタ部３１の銅箔の厚さｔ±３〜２０１１　ｔｒｂの範
囲内にある薄いもの全使用する。銅箔ハターン上にはニ
ッケルメッキ、ハンダメッキ、又は金メッキや金フラッ
シュ、無電解金メッキ、銀メッキ、銀フラッシュ、無電
１ｔｖ銀メツキにょシ帆ｌ〜３μｍの薄い金属層を形成
してもよい。基板コネクタ部３１の金属パターンの厚さ
は、このような薄い金属層を形成した場合には、薄金属
層を含めた厚さが３〜２０μ？ル内の範囲内にあるもの
とする。薄い金属層全銅箔等の金属パターン上に形成す
ることにより、フィルム状電極コネクタ５と回路基板３
との電気的接続が、金属パターンの防錆化によシミ気的
接続の信頼性が向上する、接続部の電気抵抗が減少し、
液晶パネルの駆動する際、ＣＲの時定数による駆動波形
のダレがないので１駆動表示特性が向上する、等の利点
がある。

銅箔上に薄い金属を形成させた場合は特にこの利点が大
きい。特に信頼性を要求される分野には電解による金メ
ッキを行ない、電解メッキを行なう為の端子が取９出せ
ない場合は無電解金メッキや、金フラッシュをすると良
い。回路基板３の端には外部と電気的接続を行なう外部
用端子３２が設けらｉｔでいる。これは、コネクタが接
続されていても良い。回路基板３の西端に、本液晶表示
装置を外部装置に数句けしやすいように、通し穴で形成
さｈた取付穴３０が設けられている。押え枠にも通し穴
２０が設けられている。

本発明の液晶表示装置は、ボルト、ナツト、ネジ等で、
取付穴２０　、３０を介して外部装置に数句けることに
よシ使用される。

フレキシブル基板５ば、回路基板３と液晶パネル１を電
気的に接続するものである。フレキシプル基板５ば、例
えば３５ミクロンの銅箔が２５μ？＋Ｌのポリイミド系
のベースフィルムに形成さり、ているものを使用する。

フレキシブル基板５の液晶パネル１や回路基板３と接続
する端子部は少なくとも絹箔が露出している。フレキシ
ブル基板５と液晶パネル１や回路基板３との接続は少な
くとも片方の端子部にハンダ層を形成し、両者をハンダ
付けするか、熱を加えるか、又は熱と超音波を同時に加
えることにより行なわノ上る。例えば、フレキシブル基
板５の端子と液晶パネル１や回路基板３の端子に、それ
ぞれハンダをハンダゴテによシ′＃１シつけ、ハンダ層
ヲ形成する。次に、フレキシブル基板５と液晶パネル１
、または回路基板３の端子位置を合わせ、両省を重ね合
わせて前記ハンダ層の溶融する温度、約１２０〜３００
℃を加え、両者を接合する。なお、ハンダの中にフ〉ツ
クスが混入されている場合は、端子部にハンダＲ４を形
成した後または両者をハンダ付けした後で、多価アルコ
ールで洗浄すると接合部が残留フンツクスで損傷したシ
、外観が見苦しくなることがない。

また、他の方法は、フレキシブル基板５と液晶パネル１
を接合する場合は少なくとも一方のｒ、１ｌｌｊ子上、
フレキシブル基板５と液晶パネル１を接合する場合も少
なくとも一方の端子上に、ハンダクリームをハケ塗シ、
スクリーン印刷等でのせ、接合しようとする両者の端子
の位置を合わせ重ね合わせた′後に、約１２０〜３００
℃の熱を加え、両者をハンダ付けしてもよい。この際、
超音波を併用すると結合がさらに強力になシ、作粟詩間
も少なくて済む。また、さらに、フレキシブル基板５．
液晶パネル１１回路基板３のうち、接合しようとする２
者を端子位置を合わせて重ね合わせておき、重ね合わさ
れた端子部にハンダをハンダゴテ等の加熱手段によシ溶
かしながら流し込み、両者をハンダ付けしてもよい。

支持体６ば、少なくとも硬質の部材６０と、その上下面
に配された弾性を有する部月６１よυなる。硬質の部材
６０は、ベークライト、合成木片、天然木片、トーキラ
イト、塩化ビニール、鉄やアルミニウム又はステンレス
、銅等の金属片等を加工したものである。弾性体は、ス
ポンジ、シリコンゴみ１合成ゴム、天然ゴム、発泡ウレ
タン、発泡ポリウレタン、発泡合成ゴム、発泡ポリエチ
レン、ネオプレン等である。硬質の部＋１Ｊ’（ｉｏと
弾性を有する部月６１両者の接続は、市販の両面テープ
やエポキシ系、ゴム系、ポリウレタン系、ニトリルゴム
系等の接着剤や粘着剤によシ行なわれる。

厚さは０．１〜４間程度である。液晶パネルｌは支持体
６の硬質の部材６０によって、液晶パネル１と回路基板
３との間隔を保っている。支持体６中には硬質の部材６
０が配されている為、液晶パネル１と回路基板３との間
隙はある一定の値に定めら八、そｈ以下の値とはならな
い。

フレキシブル基板５ｖよ、ハンダ付けにより液晶パネル
ｌや回路基板に電気的かつ機械的に固定されているが、
機械的な力は、特にフレキシブル基板５と液晶パネル１
の結合部においては必ずしも強くない。本発明の液晶表
示装置は、これらの結合部に弾性体６１の押えによる力
が働くため、機械的及び電気的共に接結の信頼性が向上
する。支持体６は、液晶パネル１全所定の位動に保持さ
せる機能も有する。フレキシブル基板５は液晶パネル１
や回路基板３にハンダ付けによって結合されているが、
この結合部を支持体６がさらに押える為、結合部がはが
れたシして機械的な接続が破壊されることがなく、また
支持体６は、結合部にゴミ等の原因によるショート、リ
ークが発生ずるととを防き゛、電気的な信頼性を向上さ
せる。本発明の液晶表示装置に於ては、弾性を有する部
材６１が硬質の部月６０の上下面に形成され支持体６を
構成しているために、支持体６を構成する硬質の部材６
０がフレキシブル基板５に直接接触せず、硬質部イ′、
Ａ６０のエツジや角等によるフレキシブル基板５の切れ
や裂けを生じない。

弾性を有する部旧６１の表面には粘着性又は接着性の部
イ：Ａ６２ｆ：形成してもよい。これは、アクリル系、
ゴム系、熱可塑性プンスチソク系、エポキシ系、ポリウ
レタン系、ニトリルゴム系等の市販の接着剤や粘着剤の
スプレー、ハケ貼シ、スクリーン印刷等によシ、又は、
市販の両面デーゾのＩｆ、ｌｉ　ｆ−１ＶＪにより５１
１１性体６１表面Ｖこ形成される。これには、例えば、
セメダインＫＫの「８４００」「５　（１１Ｊ等がある
。

寸だ、弾性体６１としては、表面に粘着剤や接着剤等の
結合部材が塗布さｉｔだ。いわゆる両面接着テープサた
は両面粘着テープを使用してもよい。

この、表面に接着剤や粘着剤が形成された弾性を有する
部イ」としては、例えば日東樹脂ＫＫの両面接着テープ
「Ｎｏ。５００」〜「Ｎ０８５９１」のものがある。こ
ｌしらは、基材として不織布や布低発泡ポリウレタン、
発泡ウレタン、発泡ポリウレタン、発泡軟質ポリエチレ
ン、発泡ネオブレン、発泡合成ゴム等を使用し、粘着剤
又は接着剤として、合成樹脂系やゴム系のものを使用し
、全体の厚きが０゜０６〜５間のものであるＵとのよう
に支持体６の上下面の少なくとも一方に接着剤又は接着
剤の如き結合前月６２が形相さり、ていると支持体６が
ＩＦ（６実に液晶パネル１や回路基板３のフレキシブル
基板５との結合部を押えることができる。

また、支持体６の位置が固定されるので液晶パネル１の
位置が確実に固定される。

押え枠２は、渇い金属板であり、厚さυま０．１〜１．
２間柱度である。拐質は鉄、銅、青銅、黄銅、ステンレ
ス、アルミの板等がある。押え枠２に使用する薄い金属
板は厚さが一定であシ、圧延さｉ′シた金属旧料−例え
ば圧延鋼板が良い。鉄の拐ネ・１が最も安価に入手でき
る。鉄拐料を使用したときには、ニッケル、クロム等で
メッキを行なうと防錆効果が出る。ま／こ、ステンレス
板を使用すると、錆に対して強い、加工が容易である、
強靭である。

等の利点がある。押え枠２は、このように、１枚の金属
板をプレス等によシ所定の形状にし、曲げ加工を行なっ
たものである。

次に、かかる部品を使用して本発明の液晶表示装置を組
立てる方法について説明する。１ず、液晶パネル１に、
フレキシブル基板５を・・ンダ付けする。次にルキシプ
ル基板５の他方の端子を回路基板３にハンダ付けによシ
接続する。次に、弾性体６を液晶パネル１の１／ｊＭ子
の下に設置する。次に押え枠２を液晶パネル１の上から
足２３が回路基板３の穴３３に入るようにセントされる
。次に回路基板の穴３３の裏面から突き出た押え枠２の
Ｊ亡２３を捻って、回路基板３に押え枠２と液晶パネル
１を固定する。

なお、組立に際し、押え枠２と回路基板３に、そり、ぞ
れ組立用の穴２０　、３０がおいていると作業性が向上
し、かつ液晶パネルｌの位置合わせが整い、外観上美し
い液晶表示装置が組立てらｉＬる。これは、押え枠２を
回路基板３に固定する際、押え枠２の組立用穴２０と回
路基板３の組立用穴３０にそ：ｉｔぞり、細長い棒（以
下、ビンと呼ぶ）を通し、上記ビンによυ回路基板３と
押え枠２の相対位置を合わせる。上記穴２０　、３０及
びビンの位置は、液晶パネル１の外周が丁度、穴２＋１
　、３（，１やビンの外周に接するようになっている。

次に、液晶パネルＪを、その外周が上記穴２０　、３０
に挿入されプこビンの外周に接するように移！Ｔｔｂさ
せる。次に押え枠２の足Ｚ３を捻って、回路基板３に液
晶パネル１及び押え枠２を固定させる。

第４図は、本発明の液晶表示装置に使用されるフレキシ
ブル基板５の２Ａ１の実施例である。８ｒ５４図Ｉａｌ
は平面ＩツＩ、ｌｂｌは断面図である。５１ｉｄ５、ポ
リイミド系又はポリエステル系のベースフィルム・であ
り、厚さは２０〜１００μ？７１である。ポリイミド系
は耐熱性にすぐり、半［月刊が容易であシ、ポリエステ
ル系は耐熱性に劣９半田伺に注意が必要であるが安価で
ある。、５２は、ベースフィルム上に形成さｉＬた銅箔
、アルミ箔、鉄箔等の金属箔であり厚さは２０〜５０μ
ｍである。４問箔としては電角了銅箔や圧延銅箔等があ
り、電解銅箔は微細パターンが可能であυ、一方、圧延
銅？？３は面ｊ屈曲性にすぐり、曲げのきつい場合に有
利であシ、かつ安い。

このようなフレキシブル基板５を使用することにより、
接続部の・・ンダ付けが可能となる。

＠５図は、フレキシブル基板５の第２の実施例である。

第５図ｆα１は平面図、１ｂ）は断面図である。

５１　、５２は、そり、それ第４図で説明したのと同様
なベースフィルムと金属箔である。金属箔５２　ｊ：、
にＶ」−オーバーレイ５３が設けられている。オーバー
レイ５３は、ソルダーレジストインクやフィルムから構
成さノｚる。厚さは数Ｉｔ　７１１．〜６０μｍ程度で
ある。フィルムとしてはポリイミド系やポリニスデル系
のものが使用される。このフィルムの特性し１第４図で
説明したのと同様である。」−バージ・ｆ５３を形成す
ることによ）、フレキシブル基板５の腰が強くなる。端
子部以外を覆うことにより他の部品とショートしたシ、
咬たはゴミが付着してンヨ−１・、リークの原因を起こ
すことが々くなる。

第６図は、フレキシブル基板５の第３の実施例である。

ベースフィルム５１下に補強板または補強フィルムから
なる補強部イ」５４が設けらノ１．ている。

袖強部１’　５４として補強板を使用するときは０．２
〜１．６悶厚の紙フェノール基板やガラスエポキシ基鈑
が使用さｈる。補強部拐５４として補強フィルムを使用
するときは０．０５ｍ５〜１．ｏ＋ｕ＋厚のポリエステ
ルフィルムが使用さノＬる。こｉＬらは強度が必要とさ
れる場合に使用されるものである。

なお、ベースフィルム５１と金属パターン５２、全屈ハ
ターン５２トオーバーレイフイルム５３、ベースフィル
ム５１と補強部材５４ば、接着剤や粘着剤によシ結合さ
れている。

第７図は、本発明の液晶表示装置１従の第２の実施例の
断面図である。支持体６の下面、回路基板３側の面に弾
性体６１と粘着性部拐６２左記されている。

このようにすると、回路基板３のフレキシブル基板５と
接続されたｆ’ｉｌａ子部を粘着剤よシなる結合部利６
２を介して支持体６が確実に押え、かつ支持するので、
特に、回路基板３とフレキシブル基板５の接続の信頼性
が向上した。

第８図は、本発明の液晶表示装置の第３の実施例の断面
図である。支持体６の上面と下面の両方に弾性体６１が
配され、弾性体６１上には、さらに粘着性の結合部月６
２が配され、フレキシブル基板６と回路基板３を支持体
６に結合させている。

このようにすると、液晶パネル１とフレキシブル基板５
の結合部、及び回路基板３とフレキシブル基板５の結合
部の両者が結合部；１４’　６２と弾性体６１を介して
支持体６に確実に結合され、１１１１！えらｈるため、
接続の信頼性が向上した。また、組立後に液晶パネルｌ
のズレが起きにくかった。

このようにして本発明のｔ戊晶表示装ｆ首を構成すると
下記の利点がある。

１１）液晶パネル１と回路基板３がフレキシブル基板５
を介して接続されており、フレキシブル基板５上の接続
パターンＩ″ｉ銅箔等の金属箔によシ形成されておシ、
例えば導１１ηゴムが黒鉛粒子によって接続パターンを
形成しているのに比較すると、連続しブこ金ムちパター
ンである為、接続電路の信頼性が高く、かつ、接続電路
の電気抵抗が低い。

１２１フレキシブル基板５と液晶パネル１や、フレキン
プル基板５と回路基板３の接続端子部がハンダ伺けによ
υ結合さり、ており、接続部の電気抵抗が小さく、かつ
機械的強度も大きい。導電ゴムの場−８は、導電ゴムを
一定の力でつぶさなければならず、接続部の電気抵抗も
数Ｊ（Ωと大きかったがハンダ（＝Ｊけの場合は、数Ω
以下である。従ってドライバーの出力端から液晶に至る
までの電気抵抗を小さくでき、時定数を小さくすること
が可能となるため、液晶駆動波形をダレさせることが々
く、液晶の応答スピードを帰犬眼に引き出すことが可能
である。従って、応答スピードの高速化が要求される自
動車用や２周波用として有効である。また、導電ゴムの
場合の様に、ゴムを一定の位置に保つための困難性がな
い。

（３）フレキシブル基板５と液晶パネル１や、フレキシ
ブル基板５と回路基板３の接続端子部がノ・ンダ付けに
より結合されてお９、この接続部は硬質であるが、柔ら
かい弾性体６によｐ押えているためハンダ付けされた硬
い接続部が破壊されることがない。また、本発明の液晶
表示体に衝撃力や振動が加わった場合に、衝撃力や振動
が弾性体６によシ吸収されるため、液晶パネル１や回路
基板３または、接合部を損傷することがない。さらに、
接続部を弾性体６が値っているため、ゴミ、汚れ等の付
着によるリーク、ショートの原因を防げる。

＋４１液晶パネルｌと回路基板３が、フレキシブル基板
５のハンダ付けによって接続されているので液晶パネル
１と回路基板３の電気的接続が容易、→）つ（ｉ１ｉ１
実である。導電ゴム全使用して液晶パネル１と回路シ１
′ｉ−（反３の１は気菌接続を行なうと３者相互の位置
合わせがρ）（ｆしいが、本発明の液晶表示装置はフレ
キシブル基板５をハンダ伺けによシ液晶パネル１や［１
１１路基板３に結合さｉするため、作業性が′６易、確
実で、Ｑ：ｎ’＋子の位置合わせや、導電ゴムの接続の
ズレが生ずることがなく、信頼性があり、かつ作業性が
良い。

（５）本発明の液晶表示装置は、電気的導通をとるため
に嗜、電ゴ１１をつぶす程の力がつ中性イ木６を押さえ
る際加わらないため、回路基板３が柔らかいものでも良
く、回路基板３の旧料が多種、かつ廉価なものから選ぶ
ことができる。

（（ｊ）支持体６が硬質の部材６０と弾性を有する左利
６１とから構成されており、該硬質の左利６０によシ液
晶パネル１と回路基板３の間隔がある一定の値以下には
ならないので、組立の際や組立後に液晶パネル下面にＡ
！Ｉシ合わさり、ている反射板が回路ノ、（板３上の駆
動素子４にあたって反射板金傷付けることが万い。才だ
、液晶パネル１が支持体６の硬質の左利６０によっであ
る一定の位置に確実に固足される。

（７）支持体６の十丁面に設けられた弾性体６１によシ
支持体６がフレキシブル基板５を押え、支持体６の硬質
の左利６０が直接フレキシブル基板５に当たらないので
、フレキシブル基板５が支持体６の硬質の部４４’　６
０によって切れたり裂けたシしない。

また、衝撃力が加わったときや、振動が加わったときに
、衝撃力や振動が支持体６の弾性を有する左利６１に吸
収さり、そのため、液晶パネル１が割′ｉしたり傷付い
たりしにくい。従って本発明の７ｉｔ品表示装置は、衝
撃や振動に対して強い構造を壱する。

以上述べた様に、本発明の液晶表示装置は組立てが容易
で、かつ信頼性も高く、産業の発展に寄力すること犬で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の液晶表示装置の第１の実施例の概観
図、第２図は断面図、第３図は分解組立図。 第４図は、本発明の液晶表示装置に使用するフレギンプ
ル基板の第１の実施例 第５図は、フレキシブル基板の第２の実施例第６図は、
フレキシブル基板の第３の実施例第７図は、本発明の液
晶表示装置の第２の実施例 第８図Ｃま、本発明の液晶表示装置の第３の実施例 １０．、液晶パネル ２・・・押工枠 ３・・・回路基板 ５＠−・フレキシブル基板 ６・・・支持体 以　　　上 出願人　信州精器株式会社 代理人　弁理士最　上　　務 −１５（ Ｊ 第１図 第２図 ノ ア 第３図 ２ （０）　　　第６図　　（ｂ） 第７図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １１１少なくとも、液晶パネルと、該液晶ノくネルを駆
   動させる駆動素子を登載させた回路基板と、前記液晶パ
   ネルを前記回路基板に固定する押え枠とからなる液晶表
   示装置において、前記液晶ノくネルと前記回路基板はフ
   レキシブル基板を用いて電気的に結合され、前記フレキ
   シブル基板はノ・ンタ゛付けに、ｌＪ前記液晶パネル及
   び前記回路基板に結合され、前記液晶パネルと前記回路
   基板の間には前記フレキシブル基板と前記液晶ノくネル
   との結合部または前記フレキシブル基板と前記回路基板
   との結合部のうち少なくとも一方を押えるように支持体
   が配され、該支持体は硬質の部材と上下面に配された弾
   性を有する部拐とから措成さり、前記支持体は前記液晶
   パネルを支持していることを特徴とする液晶表示装置。