特許 5787617 フレキシブル配線板および表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5787617

(24)【登録日】2015年8月7日

(45)【発行日】2015年9月30日

(54)【発明の名称】フレキシブル配線板および表示装置

(51)【国際特許分類】

   H05K 1/02 20060101AFI20150910BHJP

   H05K 1/14 20060101ALI20150910BHJP

   H05K 1/11 20060101ALI20150910BHJP

【ＦＩ】

   H05K1/02 B

   H05K1/14 J

   H05K1/14 C

   H05K1/11 D

【請求項の数】3

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2011-115351(P2011-115351)

(22)【出願日】2011年5月24日

(65)【公開番号】特開2012-244080(P2012-244080A)

(43)【公開日】2012年12月10日

【審査請求日】2014年5月19日

(73)【特許権者】

【識別番号】000103747

【氏名又は名称】京セラディスプレイ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100103090

【弁理士】

【氏名又は名称】岩壁 冬樹

(74)【代理人】

【識別番号】100124501

【弁理士】

【氏名又は名称】塩川 誠人

(72)【発明者】

【氏名】権藤 賢二

【審査官】 吉澤 秀明

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−０２９３８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００７−０１２６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−３４０２８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特許第２９２８８２２（ＪＰ，Ｂ２）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０５Ｋ １／０２

Ｈ０５Ｋ １／１１

Ｈ０５Ｋ １／１４

Ｈ０５Ｋ ３／３２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

樹脂および導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて基板に電気的に接続されるフレキシブル配線板であって、
基板に接続される端子部に、溝部を形成する周囲部が設けられ、
前記周囲部に、前記樹脂を前記溝部の外部に排出させるための開口部が設けられ、
前記溝部の深さが前記導電性粒子の径よりも小さく、
前記周囲部の幅が前記導電性粒子の径よりも小さく、
前記周囲部の頂辺が、外側に向かって膨れる曲面状である
ことを特徴とするフレキシブル配線板。

【請求項2】

前記周囲部の外側に、深さが前記導電性粒子の径よりも大きい外側溝部が設けられている
請求項１記載のフレキシブル配線板。

【請求項3】

請求項１または請求項２に記載のフレキシブル配線板が、表示部を形成する基板に接続された表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、フレキシブル配線板を用いて基板に電気的に接続されるフレキシブル配線板、およびフレキシブル配線板が接続された液晶表示装置などの表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示パネルなどの表示パネルに信号線や電源線を接続するために、信号線や電源線を収容したフレキシブル配線板（フレキシブル基板：ＦＰＣ）が使用されている。表示パネルにＦＰＣを電気的に接続するために、一般に、熱硬化性樹脂等に導電性粒子が含有され接着剤として機能する異方性導電材料としての異方性導電フィルム（ＡＣＦ）が用いられる。

【0003】

図５は、一般的なＦＰＣと表示パネルの接続方法を説明するための説明図である。図５（Ａ）に示すように、ガラス基板１００に形成されている端子部（以下、基板端子部という。）５０と、ＦＰＣ１２０に設けられているＦＰＣ端子部１２１とが電気的に接続される。以下、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを電気的に接続することを、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを接合すると表現することがある。

【0004】

ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを接合する際に（図５（Ｃ）参照）、ＡＣＦが基板端子部５０に載置されるが、ＡＣＦに含まれている導電性粒子（図５において、円形または楕円形で示されている。）が、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間に多数存在することが望ましい。

【0005】

ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間に導電性粒子が少数しか存在しない場合には、２つのＦＰＣ端子部１２１の間（２つの基板端子部５０の間でもある。）に相対的に多数の導電性粒子が存在することになる。図５（Ｂ）において、導電性粒子の密集部分４１Ａが例示されている。密集部分４１Ａにおける密集の程度が高くなると、図５（Ｄ）に示すように、隣接するＦＰＣ端子部１２１が電気的に導通してしまったり、隣接する基板端子部５０が電気的に導通してしまったりする可能性がでてくる。

【0006】

特許文献１には、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間に、ＡＣＦに含有される導電性粒子を多数存在させることを目的としたフレキシブル配線板の接続構造が記載されている。

【0007】

図６は、特許文献１に記載された液晶表示装置を示す平面図である。図６に示すように、ガラス基板１００に形成される液晶表示パネルにおいて、表示領域１０１には、信号電極（図示せず）と走査電極（図示せず）とが設けられ、表示領域１０１の外に、信号電極を駆動する信号電極駆動回路１０２と走査電極を駆動する走査電極駆動回路１０３とが設置される。そして、ＦＰＣ１２０がガラス基板１００に接合される。また、信号電極駆動回路と走査電極駆動回路が内蔵される１チップ型駆動ＩＣでも同様である。

【0008】

図７は、特許文献１に記載されたＦＰＣの接続方法を示す説明図である。液晶表示パネルは、一般に、２枚のガラス基板等の基板間に液晶が封入された構造を有する。そして、一方のガラス基板１００に基板端子部５０が形成される。また、ＦＰＣ１２０において、接続用のＦＰＣ端子部１２１が形成される。図７（Ａ）に示すように、ＦＰＣ端子部１２１の構造は、ベース板としてのポリイミドフィルム１２５に、銅箔１２２、ニッケル層１２３および金めっき層１２４が積層された構造である。金めっき層１２４には、断面が半円状の凹部が形成されている。

【0009】

液晶表示パネルにＦＰＣを接続するときに、まず、基板端子部５０に、導電性粒子４１を含有するＡＣＦを被せる。次に、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを位置合わせしつつ、ＦＰＣ端子部１２１を含む部位を加熱しながら圧着ヘッドによってＦＰＣをガラス基板１００の側に押しつける。

【0010】

ＡＣＦは加熱と加圧によって基板端子部５０の表面に沿って広がり、ＡＣＦに含まれる導電性粒子４１によってＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間の電気的導通がとられつつ、ＡＣＦにおける樹脂によってＦＰＣ端子部１２１が基板端子部５０に機械的に接続される。

【0011】

図７（Ｂ）に示すように、導電性粒子４１はＦＰＣ端子部１２１における凹部に捕捉されるので、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間の電気的導通が確実化される。

【0012】

図７に示すＦＰＣの接続方法を用いると電気的導通が確実化されるが、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との接合部においてＡＣＦにおける樹脂の残量が多い場合には、ＦＰＣ端子部１２１または基板端子部５０に接触しない導電性粒子４１が多くなり、電気的導通の程度が低下する。

【0013】

特許文献２では、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを接続するときに、ＡＣＦにおける樹脂を接合部から効果的に流出させるＦＰＣの接続構造が提案されている。

【0014】

図８は、特許文献２に記載されたＦＰＣを示す斜視図（図８（Ａ））および断面図（図８（Ｂ））である。

【0015】

図８（Ａ）に示すように、ＦＰＣ端子部１２１の表面（基板端子部５０と接合される側）には、凹部１８が形成されている。凹部１８は、溝部２０に連通している。溝部２０は、２つの凸部１７の間の開口部１９を介して外部に対して開放されている。なお、図８（Ａ）では、凹部１８の深さと溝部２０の深さとが同じであるように記載されているが、実際には、図８（Ｂ）に示すように、凹部１８の深さｔ11は、溝部２０の深さ（ｔ11−ｔ12）よりも大きい。また、導電性粒子４１の径が４μｍである場合には、深さｔ11は約２μｍであり、溝部２０の深さ（ｔ11−ｔ12）は約０．５μｍである。

【0016】

図８（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ端子部１２１の構造は、例えば、ポリイミドフィルム２１に、配線部としての銅箔２２と金めっき層２３とが積層された構造である。ＦＰＣ端子部１２１が基板端子部５０と接合されるときに、導電性粒子４１は凹部１８で捕捉され、溝部２０から外部に流出しない。また、ＡＣＦにおける樹脂４２は、溝部２０および開口部１９を介して外部に流出する。

【0017】

図８に示されたようなＦＰＣを用いると、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間に多数の導電性粒子４１が捕捉され、かつ、ＡＣＦにおける樹脂４２が接合部から効果的に流出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0018】

【特許文献1】特開２００３−２８００２７号公報

【特許文献2】特開２００７−１２６６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0019】

図８（Ａ）に示すように、特許文献２に記載されたフレキシブル配線板には、比較的広い面積の凸部１７が存在する。ＡＣＦを用いてＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０とを接合するときに、一般に、ＡＣＦに含有される導電性粒子４１の径が４０〜５０％になるように導電性粒子４１が潰れるように、ＦＰＣ１２０に圧力がかけられる。

【0020】

図８（Ｂ）に示すように、凸部１７にも導電性粒子４１が存在することがある。その場合には、凸部１７に存在する導電性粒子４１の径は好ましい程度（例えば、４０〜５０％）にまで潰れるが、凹部１８において捕捉されている導電性粒子４１は好ましい程度にまで潰れない。

【0021】

凹部１８における導電性粒子４１の潰れの程度が小さい場合には、電気的導通が不十分になって、ＦＰＣ端子部１２１と基板端子部５０との間の抵抗値が高くなるおそれがある。

【0022】

なお、凸部１７にも導電性粒子４１が存在しても凹部１８において捕捉されている導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れるようにするために、凸部１７に存在する導電性粒子４１の潰れの程度を大きくするように圧着ヘッドによる圧力を設定すると（接合時の圧力を高くすることに相当）、凸部１７に導電性粒子４１が存在しなかった場合には、凹部１８において捕捉されている導電性粒子４１が、好ましい程度を越えて潰れてしまう。

【0023】

そこで、本発明は、ＦＰＣの端子部と基板の端子部とを確実に電気的に導通させ、かつ、異方性導電材料における樹脂が接合部から効果的に流出できるようにし、さらに、確実に異方性導電材料に含有される導電性粒子を好ましい程度に潰すことができるフレキシブル配線板および表示装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0024】

本発明によるフレキシブル配線板は、樹脂および導電性粒子を含む異方性導電材料を用いて基板に電気的に接続されるフレキシブル配線板であって、基板に接続される端子部（例えば、ＦＰＣ端子部１１）に、溝部を形成する周囲部が設けられ、周囲部に、樹脂を溝部の外部に排出させるための開口部が設けられ、溝部の深さが導電性粒子の径よりも小さく、周囲部の幅が導電性粒子の径よりも小さく、周囲部の頂辺が、外側に向かって膨れる曲面状であることを特徴とする。

【0025】

周囲部の外側に、深さが導電性粒子の径よりも大きい外側溝部が設けられていてもよい。

【0026】

本発明による表示装置は、上記のフレキシブル配線板が、表示部を形成する基板に接続されていることを特徴とする。

【発明の効果】

【0027】

本発明によれば、ＦＰＣの端子部と基板の端子部とを確実に電気的に導通させ、かつ、異方性導電材料における樹脂が接合部から効果的に流出できるようにし、さらに、確実に異方性導電材料に含有される導電性粒子を好ましい程度に潰すことができる。

【図面の簡単な説明】

【0028】

【図1】本発明によるフレキシブル配線板を示す斜視図。

【図2】ＦＰＣ端子部の詳細な構造を示す斜視図および断面図。

【図3】フレキシブル配線板を基板端子部に接続するときの作用を説明するための説明図。

【図4】実施の形態の効果を説明するための説明図。

【図5】一般的なフレキシブル配線板と表示パネルの接続方法を説明するための説明図。

【図6】液晶表示装置を示す平面図。

【図7】従来のフレキシブル配線板の接続方法を示す説明図。

【図8】従来のフレキシブル配線板を示す斜視図および断面図。

【発明を実施するための形態】

【0029】

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。

【0030】

図１は、本発明によるフレキシブル配線板を示す斜視図である。図１（Ａ）は、ＦＰＣの全体な構成を示す斜視図であり、図１（Ｂ）は、ＦＰＣ端子部を模式的に示す斜視図である。

【0031】

図１（Ａ）には、一例として、４つのＦＰＣ端子部１１が設けられているＦＰＣ１０が例示されている。なお、図１（Ａ）には、配線パターンを外部環境から保護するための絶縁体としてのカバーレイ１２も示されている。

【0032】

図１（Ｂ）に示すように、ＦＰＣ端子部１１の内部には、溝部１３が設けられている。なお、溝部１３をエッチングによって形成することができる。

【0033】

図２は、ＦＰＣ１０におけるＦＰＣ端子部１１の詳細な構造を示す斜視図（図２（Ａ））、Ｂ−Ｂ断面図（図２（Ｂ））ならびにＣ−Ｃ断面図およびＤ−Ｄ断面図（図２（Ｃ））である。図２（Ｂ），（Ｃ）に示すように、ＦＰＣ端子部１１の構造は、例えば、ポリイミドフィルム２１（一例として、厚さ２５μｍ）に、配線部としての銅箔２２（一例として、厚さ１８μｍ）と金めっき層２３とが積層された構造である。

【0034】

図２（Ａ）に示すように、ＦＰＣ端子部１１において、溝部１３は、長手方向に設けられた複数の壁部１４および長手方向と直交する方向に設けられた複数の壁部１６で囲まれている。２つの壁部１４の間、および２つの壁部１６の間には、開口部１５が形成されている。なお、図２（Ａ），（Ｃ）に示す開口部１５は、溝部１３を囲む周囲部（開口部１５が存在しない壁）から所用箇所が削り取られることによって形成されてもよいし、各々の壁部１４，１６を所定の間隔を空けて作成することによって形成されてもよい。溝部１３をエッチングによって形成する場合には、所用箇所が削り取られることによって開口部１５が形成される。

【0035】

図２（Ｂ）に示す溝部１３の底部からの壁部１４の高さｔ1 は、導電性粒子４１の径よりも小さい。導電性粒子４１の潰れの望ましい程度が５０％である場合には、壁部１４の高さｔ1 は、導電性粒子４１の径の１／２であることが好ましい。導電性粒子４１の径が４μｍである場合には、高さｔ1 は、２μｍであることが好ましい。壁部１６の高さは、壁部１４の高さｔ1 と同じである。壁部１４，１６の幅ｔ3 は、導電性粒子４１の径よりも小さく、導電性粒子４１の径が４μｍである場合には、４μｍ未満である。

【0036】

壁部１４の外側（溝部１３の反対側）も、導電性粒子４１の径よりも大きく落ち込んでいる。すなわち、外側溝部が形成されている。落ち込みの程度（壁部１４の外側の底部からの高さ：外側溝部の深さに相当）ｔ2 は、導電性粒子４１の径が４μｍである場合には、例えば、６μｍである。導電性粒子４１の径よりも大きく落ち込んでいることは、壁部１６についても同様である。

【0037】

なお、本実施の形態では、壁部１４，１６の外側の落ち込みの程度は内側における落ち込みの程度（溝部１３の深さ）よりも大きいが、そのことは必須のことではなく、壁部１４，１６の外側の落ち込みの程度を内側における落ち込みの程度と同じにしてもよい。

【0038】

ただし、壁部１４，１６の外側の落ち込みの程度を大きくしておけば、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０と接合するときに圧着ヘッドが傾いた場合に、傾きによって接合が受ける影響を低減することができる。傾きによって接合が受ける影響として、例えば、壁部１４，１６の外側に導電性粒子４１が存在することに起因して、溝部１３に存在する導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れることが阻害されることが挙げられる。

【0039】

また、本実施の形態では、壁部１４，１６がＦＰＣ端子部１１の端部（最外側）からやや内側に形成されているが、そのことは必須のことではなく、壁部１４，１６をＦＰＣ端子部１１の端部に形成してもよい。

【0040】

しかし、壁部１４，１６の形成容易性の観点からは、壁部をＦＰＣ端子部１１の最外側から内側に形成した方が好ましい。例えば、壁部１４，１６をＦＰＣ端子部１１の端部に配置する場合、壁部を形成するときの位置精度によっては、左右どちらか一方の壁部がＦＰＣ端子部１１からずれて、ＦＰＣ端子部１１上に存在しないこともありえる。従って、壁部１４，１６の形成位置は、形成時の位置ずれ精度を勘案して、ＦＰＣ端子部１１の最外側から５μｍ以上内側にすることが好ましい。

【0041】

壁部１４，１６の幅ｔ3 が導電性粒子４１の径よりも小さいので、壁部１４，１６の上部に導電性粒子４１が位置した場合に、その導電性粒子４１は、溝部１３または壁部１４の外側に移動しやすい。

【0042】

図３（Ａ），（Ｂ）は、フレキシブル配線板を基板端子部に接続するときの作用を説明するための説明図である。なお、壁部１４の頂辺は平面形状であってもよいが、図３（Ａ）に示すように、外側に膨らむ曲面状であることが好ましい。壁部１４の頂辺が曲面状である場合には、壁部１４の頂辺に乗った導電性粒子４１は、より容易に、溝部１３または溝部１３の反対側に移動する。なお、溝部１３に移動した場合には、溝部１３で捕捉される導電性粒子４１の数が増加する。また、壁部１６の頂辺も、外側に膨らむ曲面状であることが好ましい。

【0043】

液晶表示パネルにＦＰＣを接続するときに、まず、基板端子部５０に、導電性粒子４１を含有するＡＣＦを被せる。次に、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０とを位置合わせしつつ、ＦＰＣ端子部１１を含む部位を加熱しながら圧着ヘッドによってＦＰＣをガラス基板１００の側に押しつける。

【0044】

ＡＣＦは加熱と加圧によって基板端子部５０の表面に沿って広がり、ＡＣＦに含まれる導電性粒子４１によってＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０との間の電気的導通がとられつつ、ＡＣＦにおける樹脂によってＦＰＣ端子部１１が基板端子部５０に機械的に接続される。

【0045】

本実施の形態では、多数の導電性粒子４１がＦＰＣ端子部１１における溝部１３に捕捉されるので、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０との間の電気的導通が確実化される。また、ＡＣＦにおける樹脂４２（図２（Ｂ）参照）は、図３（Ｂ）において矢印で示すように、開口部１９を介して外部に流出する。

【0046】

また、本実施の形態では、壁部１４，１６の幅ｔ3 が導電性粒子４１の径よりも小さいので、導電性粒子４１が壁部１４，１６の上部に滞留する可能性が低くなる。ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０と接合するときに、壁部１４，１６の上部に導電性粒子４１が存在する場合には、壁部１４，１６の上部に存在する導電性粒子４１の径は好ましい程度（例えば、４０〜５０％）にまで潰れるが、溝部１３において捕捉されている導電性粒子４１は好ましい程度にまで潰れない。

【0047】

本実施の形態では、導電性粒子４１が壁部１４，１６の上部に滞留する可能性が低くなっているので、溝部１３において捕捉されている導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れないという可能性を低減することができる。その結果、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０との間の抵抗値が高くなる可能性が低減する。

【0048】

図４は、本実施の形態の効果を説明するための説明図である。図４（Ａ）には、何らかの原因によって溝部１３の一部（図４（Ａ）に示す例では、中央部）が圧着ヘッドによって強く押し込まれた例が示されている。その場合、強く押し込まれた箇所では、導電性粒子４１が過大に潰れる。しかし、本実施の形態では、溝部１３に多数の導電性粒子４１が捕捉されるので、強く押し込まれた箇所以外の箇所において、導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れる可能性が高い。

【0049】

図４（Ｂ）には、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０と接合するときに壁部１４の上部に導電性粒子４１が存在する例が示されている。上述したように、壁部１４の上部に導電性粒子４１が存在することに起因して、溝部１３において捕捉されている導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れない可能性があるが、本実施の形態では、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０と接合するときに壁部１４の上部に導電性粒子４１が存在する可能性が低減している。従って、溝部１３において捕捉されている導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れない可能性が低減している。

【0050】

なお、万一、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０と接合するときに壁部１４，１６の上部に導電性粒子４１が存在してしまっても、本実施の形態では、溝部１３に多数の導電性粒子４１が捕捉されているので、抵抗値の増大をある程度は緩和することができる。

【0051】

以上に説明したように、本実施の形態では、ＦＰＣ端子部１１に、複数の壁部１４，１６で囲まれている溝部１３が設けられ、溝部１３の深さが導電性粒子４１の径よりも小さく、壁部１４，１６の間に開口部１５が形成され、かつ、幅が導電性粒子４１の径よりも小さくなるように壁部１４，１６が形成されているので、ＦＰＣ端子部１１と基板端子部５０とを確実に電気的に導通させ、かつ、ＡＣＦにおける樹脂４２が接合部から効果的に流出し、さらに、ＡＣＦに含有される導電性粒子４１が好ましい程度にまで潰れない可能性を低減することができる。

【0052】

特に、溝部１３の深さが、好ましい程度（例えば、４０〜５０％）にまで潰れた導電性粒子４１の径に相当する深さに設定されている場合には、壁部１４，１６の上部に導電性粒子４１が滞留している可能性が低くなっていることから、より確実に、導電性粒子４１を好ましい程度にまで潰すことができる。導電性粒子４１によって阻害されない状態で圧着によって基板端子部５０が壁部１４，１６の頂辺に接触する可能性が高く、かつ、そのときの導電性粒子４１が存在可能な空間（溝部１３によって形成される空間）の高さが、導電性粒子４１の好ましい潰れの程度に相当しているからである。

【0053】

なお、本実施の形態では、溝部１３の形状（上方から見た形状）は矩形であったが、溝部１３の形状は矩形でなくてもよく、例えば、楕円形状であってもよい。

【0054】

また、本実施の形態では、一つの溝部１３が形成されているが、複数の溝部１３が形成されていてもよい。複数の溝部１３は、例えば、一つの溝部の内部に仕切り用の壁部を設けることによって形成される。

【0055】

また、本実施の形態では、表示装置として液晶表示装置を例にしたが、基板にＦＰＣを接合する構造を有していれば、有機ＥＬ(Electroluminescence ) 表示装置などの液晶表示装置以外の表示装置にも本発明を適用することができる。

【産業上の利用可能性】

【0056】

本発明を、ＡＣＦを用いてＦＰＣが基板に接合される表示装置に好適に適用される。

【符号の説明】

【0057】

１０ フレキシブル配線板（フレキシブル基板：ＦＰＣ）
１１ ＦＰＣ端子部
１２ カバーレイ
１３ 溝部
１４，１６ 壁部
１５ 開口部
２１ ポリイミドフィルム
２２ 銅箔
２３ 金めっき層
４１ 導電性粒子
４２ 樹脂
５０ 基板端子部
１００ ガラス基板

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】