(57)【要約】【課題】導電層を含む可撓性のあるシートを用いて段差を超える実装をする場合、シートの最小曲率半径が実装構造体の小型化を阻んでいた。【解決手段】第一の導体を有する第一面と第二の導体を有する第二面とＹ軸と略平行な該第一面の端と導電層を含む可撓性のあるシート状接続体とを有し、Ｘ座標原点を該端に、Ｚ座標の正の方向を第二面から第一面へ向かう方向にとり、第一の導体とシート状接続体とは第一の接続端子で電気的に接続され、第二の導体とシート状接続体とは第二の接続端子で電気的に接続され、シート状接続体は、第一の接続端子から、端と交差し、第二の接続端子にいたる形状であり、シート状接続体を、第一の接続端子から第二の接続端子へと表面に沿って進むときに初めて第一の面よりＺ座標が小さくなる点と、第二の接続端子との距離のＹ成分が、端と第二の接続端子の距離のＸ成分よりも大きい。【選択図】図２
2011049247.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３次元直交座標系Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、
ＸＹ面に略平行で、第一の導体を有する第一面と、
ＸＹ面に略平行で、第二の導体を有する第二面と、
Ｙ軸と略平行な該第一面の端と、
導電層を含み構成された可撓性のあるシートと、を有し、
Ｘ座標原点を該端に、Ｚ座標の正の方向を該第二面から該第一面へ向かう方向にとり、
該第一の導体と該シートとは第一の接続領域で電気的に接続され、
該第二の導体と該シートとは第二の接続領域で電気的に接続され、
該シートは、該第一の接続領域から、該端と交差し、該第二の接続領域に至る形状であり、
該第一の接続領域内で、該端からの距離が最小の、該第一の導体上の点の座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、
該第二の接続領域内で、該端からの距離が最小の、該第二の導体上の点の座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とし、
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）から（ｘ２，ｙ２，ｚ２）へ該シートの表面に沿って進む時に、該シートの表面のＺ座標が初めてｚ１より小さくなる箇所の、該シートの表面の座標を（ｘ３，ｙ３，ｚ３）とすると、
いかなる経路をたどった場合であっても、｜ｙ２−ｙ３｜＞｜ｘ２｜であることを特徴とする接続構造体。
【請求項２】
該第一面と該第二面の高低差をｚとし、
該シートの、厚さ方向の曲げに対する最小曲率半径をＲとしたとき、
ｚ≧２Ｒのとき、|ｘ２|＜２Ｒ、
０＜ｚ＜２Ｒのとき、|ｘ２|＜√｛ｚ（４Ｒ−ｚ）｝、
となることを特徴とする請求項１記載の接続構造体。
【請求項３】
３次元直交座標系Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、
ＸＹ面に略平行な面を有する、第一の基板と第二の基板とが積層された構造であって、
該第一の基板は、該第一の基板の外側の面に設けられた第一の導体と、Ｙ軸に略平行な端と、該端を含む端面と、を有し、
該第二の基板の、対向する該第一の基板が無く露出した面に設けられた第二の導体と、導電層を含み構成された可撓性のあるシートと、を有し、
該シートは、該第一の導体と電気的に接続され、該端面の延長面と交差し、該第二の導体と電気的に接続される形状であって、
該端面と、該シートの一つの端面と、が対向する構造を有することを特徴とする接続構造体。
【請求項４】
３次元直交座標系Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、
ＸＹ面に略平行な面を有する、第一の基板と第二の基板とが積層された構造であって、
該第一の基板は、該第一の基板の外側の面に設けられた第一の導体と、端と、該端を含む端面と、を有し、
該第二の基板の、対向する該第一の基板が無く露出した面に設けられた第二の導体と、導電層を含み構成された可撓性のあるシートと、該第一の基板の厚さに相当する高さを持つ導電体と、を有し、
該シートは、該第一の導体と電気的に接続され、該端面の延長面と交差し、
該シートと該導電体とは、Ｚ座標が該第一の導体と同じ箇所で電気的に接続され、
該第二の導体は、該導電体と電気的に接続される構造を有することを特徴とする接続構造体。
【請求項５】
該導電体と該シートとは、その接合温度が、該シートと該第一の導体との接合温度、および、該導電体と該第二の導体との接合温度よりも高い材料で接続されてなることを特徴とする請求項４記載の接続構造体。
【請求項６】
液晶層を挟持した一対の基板のうち、一方の基板の該液晶層側には第一電極と第二電極とが備えられており、該第一電極と該第二電極との間に生じる電界によって該液晶層を駆動する液晶表示装置であって、
該第一および第二電極を有する基板と対向する基板の外側に配された導電膜と、
該第一および第二電極を有する基板の対向する基板が無く露出した面に接続端子と、
該接続端子から伸びる配線と、
該導電膜と該接続端子とを接続する接続体と、を備え、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の接続構造体を含んでなることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項７】
電気光学材料を挟持した一対の基板のうち、一方の基板の外側には導電膜が配され、
他方の基板の前記電気光学材料側の露出した面に２以上の数の接続端子と、
該接続端子から伸びる配線と、
該導電膜と該接続端子のそれぞれとを接続する接続体と、を備え、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の接続構造体を含んでなることを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子機器の接続構造体、及び当該接続構造体を用いた表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子機器の端子間の電気的な接続方法として、ＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）を使う方法、導電性テープを使う方法、導電性フィルムを使う方法などが知られている。ＦＰＣは金属薄膜とそれをカバーするポリイミド等の樹脂を接着剤で張り合わせた物などを指す。導電性テープは、金属薄膜に導電性粘着剤を着けた物などを指す。導電性フィルムは、樹脂に金属粉などを分散させ、導電性を持たせた物などを指す。これら導電層を含み構成された可撓性のあるシート（薄板）状の接続体を、「シート状接続体」と呼ぶ事にする。
【０００３】
これらシート状接続体を利用する接続方法は、その柔軟性を利用して、接続端子間に段差があったり、基板の表裏に接続端子が設けられている部分などの接続に使われる事が多い。例えば、特許文献１では、液晶表示装置のカラーフィルタ（ＣＦ）基板外面に形成された透明導電膜と、アレイ基板上のアース配線に接続された電極とを、導電性フィルムを使って段差を越えて接続している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−２０３５９０号公報
【特許文献２】米国特許４，２９３，７３４
【特許文献３】特表昭５６−５００２３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以下の分析は、本願発明者によってなされたものである。
【０００６】
これらシート状接続体による電子機器の接続は、シート状接続体自身に、厚み方向の折り曲げに対しての最小曲率半径が存在する。そのため、接続端子間に高低差（段差）がある場合、段差部に存在する端と下部接続端子の水平距離の最小値が、シート状接続体の最小曲率半径と同程度から数倍の値になってしまい、シート状接続体の実装に係るスペースが大きくなってしまうという問題点があった。
【０００７】
まず、特許文献１記載の接続構造に基づき、課題を説明する。図１（ａ）はシート状接続体による従来の電子機器接続構造の断面図である。
【０００８】
電子機器１は、基板１０、面１１、接続端子１２、基板２０、面２１、接続端子２２、端１３、シート状接続体３０からなる。面１１と面２１は略平行である。基板１０には面１１に略垂直な端面３３が存在する。ここで接続端子１２の片方の端は端１３に略一致している。シート状接続体３０は、接続端子１２から段差を越えて接続端子２２に接続される。図１（ａ）のように端面３３と面２１とが接する位置を原点としてＸ方向・Ｚ方向を規定し、シート状接続体３０の最小曲率半径をＲ、基板間の段差の高さをｚ、端１３と接続端子２２の水平距離をｘとする。このとき次の計算式に示すように、最小水平距離ｘminが決まる。
【０００９】
ｚ≧２Ｒのとき、ｘmin＝２Ｒ・・・（数１）
０＜ｚ＜２Ｒのとき、ｘmin＝√｛ｚ（４Ｒ−ｚ）｝・・・（数２）
【００１０】
上式の導出においては、シート状接続体は厚さゼロと仮定し、シート状接続体のＸ座標、Ｚ座標は、接続端子部を除き同じ値を２度以上取らない事とした。この制約を付ける事は、段差のある部分で接続端子間をシート状接続体により滑らかに接続する場合に、自然な仮定である。
【００１１】
一例として、最小曲率半径Ｒ＝1000μｍ、段差の高さｚ＝1000μｍとすると、（数２）を適用して、約1732μｍの端子接続用の最小水平距離が必要になる。
【００１２】
次に、特許文献１記載の構造による制約や、上記で示した制約の一部取り除き、上記と異なる視点で考察した課題について説明する。
【００１３】
発明者は図１（ｂ）にあるように、接続端子１２がＸ座標原点より離れており、かつ、シート状接続体が面１１に密着せず、面の上方に離れた構造において、最小水平距離ｘminの解析を行った。その結果、最小水平距離ｘminは次のようになる。
【００１４】
ｚ≧Ｒのとき、ｘmin＝Ｒ・・・（数３）
０＜ｚ＜Ｒのとき、ｘmin＝√｛ｚ（２R−ｚ）｝・・・（数４）
【００１５】
例えば、最小曲率半径Ｒ＝1000μｍ、段差の高さz＝800μｍとすると、（数４）を適用して、約978μｍの端子接続用の最小水平距離が必要になる。
【００１６】
このようにシート状接続体固有の最小曲率半径により、端と下部接続端子の最小水平距離に下限が存在し、これに由来した実装スペースが必要とされる。
【００１７】
近年、電子機器の実装スペースは小さくなる傾向にあり、できるだけコンパクトな実装が求められている。また、端と下部接続端子の水平距離が前記最小値に近い場合は、段差形状に合わせてシート状接続体をあらかじめ曲げておく工程が必要になる。
【００１８】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、電子機器の段差部の接続構造において、端と下部接続端子の最小水平距離が、シート状接続体の最小曲率半径の制約を受けない接続構造を提供すること、またそれを用いた表示装置を提供する事にある。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の電子機器の第一の接続構造は、
３次元直交座標系Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、
ＸＹ面に略平行で、第一の導体を有する第一面(図２の１１)と、
ＸＹ面に略平行で、第二の導体を有する第二面(図２の２１)と、
Ｙ軸と略平行な該第一面の端(図２の１３)と、
導電層を含み構成された可撓性のあるシート状接続体(図２の３０)と、を有し、
Ｘ座標原点を該端に、Ｚ座標の正の方向を該第二面から該第一面へ向かう方向にとり、
該第一の導体と該シート状接続体とは第一の接続端子（図２の１２）で電気的に接続され、
該第二の導体と該シート状接続体とは第二の接続端子（図２の２２）で電気的に接続され、
該シート状接続体は、該第一の接続端子から、該端と交差し、該第二の接続端子に至る形状であり、
該シート状接続体を、該第一の接続端子から、該第二の接続端子へと表面に沿って進むときに、初めて該第一の面よりＺ座標が小さくなる点と、第二の接続端子との距離のＹ成分が、該端と第二の接続端子の距離のＸ成分よりも大きい事を特徴とする。
【００２０】
また、本発明の電子機器の第二の接続構造は、
３次元直交座標系Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、
ＸＹ面に略平行な面を有する、第一の基板(図４の１０)と第二の基板(図４の２０)とが積層された構造であって、
該第一の基板は、該第一の基板の外側の面（図４の１１）に設けられた第一の接続端子（図４の１２）と、端(図４の１３)と、該端を含む端面(図４の３３)と、を有し、
該第二の基板の、対向する該第一の基板が無く露出した面(図４の２１)に設けられた第二の接続端子(図４の２２)と、
導電層を含み構成された可撓性のあるシート状接続体(図４の３０)と、
該第一の基板の厚さに相当する高さを持つ導電体(図４の３１)と、を有し、
該シート状接続体は、該第一の接続端子と電気的に接続され、該端面の延長面と交差し、
該シート状接続体と該導電体とは、Ｚ座標が該第一の接続端子と同じ箇所で電気的に接続され、
該第二の接続端子は、該導電体と電気的に接続される構造を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第一の効果は、前記の接続に必要な端と下部接続端子の最小水平距離をゼロにできることである。その理由は、段差部で端に垂直な方向にシート状接続体を曲げる必要が無く、端と下部接続端子の最小水平距離がシート状接続体の最小曲率半径による制約から解放されるからである。
【００２２】
本発明の第二の効果は、前記第二面に端を設定する場合、第一面の端と第二面の端との距離を従来に比べて低減でき、このため、接続構造部を小型化できることである。後の実施例で明らかとなるが、第二面の端の位置が電子機器の寸法を決定する場合において、この効果は大きい。この効果が得られる理由は、シート状接続体の勾配が端と概平行なため、第二面に設ける接続部と第一面の端との水平距離が、該接続体固有の最小曲率半径による制約から開放され、第一面の端の近傍に第二面の接続部を設けることができ、第二面に必要とされる領域を低減するからである。
【００２３】
本発明の第三の効果は、シート状接続体の製造が容易になる事である。その理由は、段差形状に合わせて、シート状接続体をあらかじめ曲げておく工程が必要無いためである。
【００２４】
本発明の第四の効果は、前記第二の接続構造に於いて、シート状接続体と第一面ならびにシート状接続体と第二面とを接続する際にＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film）を用いる場合、第一面、第二面のＡＣＦの熱圧接が一度で済む事である。その理由は、シート状接続体の上表面全体を圧接機で熱圧接すれば、上部接続端子のＡＣＦが熱圧接されるとともに、段差高さ相当の導体を通じて、下部接続端子のＡＣＦにも熱が伝わり同時に熱圧接がなされるからである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１（ａ）】従来の技術の課題を説明するための、シート状接続体による電子機器接続構造の断面図である。
【図１（ｂ）】従来の技術の制約を取り除いた場合の、シート状接続体による電子機器接続構造の断面図である。
【図２】本発明の第一の実施形態の電子機器の接続構造の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の第一の実施形態の電子機器の接続構造を示す図であり、（ａ）は、上方向から見た時の簡略図、（ｂ）、（ｃ）は、その変形例である。
【図４】本発明の第二の実施形態の電子機器の接続構造を示す斜視図である。
【図５】本発明の第一の実施例の液晶表示装置の平面図である。
【図６】本発明の第一の実施例の液晶表示装置の断面図であり、（ａ）は、図５のＡ−Ａ’断面、（ｂ）は、図５のＢ−Ｂ’断面を示している。
【図７】本発明の第一の実施例の液晶表示装置のＦＰＣ付近の斜視図である。
【図８】本発明の第二の実施例の液晶表示装置の平面図である。
【図９】本発明の第二の実施例の液晶表示装置のＦＰＣ付近の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、図面を使用して、本発明の実施形態について説明する。
【００２７】
［第一の実施形態］
図２は、本発明の第一の実施形態の電子機器の接続構造の一例を示す図である。
【００２８】
電子機器１は、基板１０と基板２０とが積層された構造である。基板１０の基板２０と対向しない面１１に接続端子１２が存在する。基板１０と基板２０とが重なり合わない部分に面２１が露出しており、接続端子２２が存在する。接続端子１２、２２は導体で形成される。面１１に端１３が存在し、その端１３の線ベクトル１４が存在する。導電層を含み構成されたシート状接続体３０は、接続端子１２から、端１３と交差し、接続端子２２に接続される。シート状接続体３０と接続端子１２、２２とは、ＡＣＦ、導電性粘着剤、はんだなどを用いて接続される。
【００２９】
シート状接続体と接続端子とが直流的に低いインピーダンスで接続されている領域は、シート状接続体の平面図、接続端子の平面図、ＡＣＦ、導電性粘着剤、はんだなどの平面図の３つの平面図の論理積で表される領域である。この領域のことを「接続領域」と呼ぶ事にする。
【００３０】
３次元直交座標Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、面１１、面２１はＸＹ面に略平行であり、端１３はＹ軸と略平行であり、座標原点を図２のようにとる。接続端子１２、２２それぞれの接続領域内で、端１３との距離が最小になる、導体１２、導体２２上の点の座標をそれぞれ（ｘ１，ｙ１，ｚ１）、（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とする。
【００３１】
本発明の電子機器の接続構造は、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）から（ｘ２，ｙ２，ｚ２）へシート状接続体３０の表面に沿って進む時に、シート状接続体３０の表面のＺ座標が初めてｚ１より小さくなる箇所の、シート状接続体３０の表面の座標を（ｘ３、ｙ３、ｚ３）とすると、いかなる経路をたどって進んだ場合であっても、｜ｙ２−ｙ３｜＞｜ｘ２｜であるような接続構造である。
【００３２】
あるいは、ｉ(→)、ｊ(→)、ｋ(→)をＸ，Ｙ，Ｚ方向の単位ベクトルとすると、このときのシート状接続体の表面の座標を（ｘ，ｙ，ｚ）で表すと、シート状接続体は次式で表される勾配ベクトルの大きさが最大を取る時、勾配ベクトルがｊ(→)と概並行であるような接続構造である、と表現する事もできる。
【００３３】
2011049247.tif 000003
【００３４】
あるいは、シート状接続体３０の端面３２と、基板１０の端面３３が対向するような接続構造である、と表現することもできる。
【００３５】
また、このときのシート状接続体３０の厚み方向の曲げに対する曲率半径は、そのシート固有の最小曲率半径よりも大きいように設定される。
【００３６】
図３（ａ）は、第一の実施形態の電子機器１の接続構造を上方向から見た時の簡略図であり、（ａ）は接続端子１２，２２のＹ座標が同じ場合、（ｂ）、（ｃ）は変形した実施形態で、接続端子１２，２２のＹ座標が互いに違う事が許容される場合の接続例である。図２の接続構造は、図３（ａ）に該当する。
【００３７】
本実施形態では、図中の距離Ａ、すなわちシート状接続体３０が面１１側から端１３を横断した部分と接続端子２２の間の距離が、図２を使って説明した｜ｙ２−ｙ３｜であり、この距離Ａが図１（ａ）の端と接続端子の最小水平距離ｘminよりも大きい事が、本実施形態の特徴である。
【００３８】
このように、本実施形態では、シート状接続体を端に垂直な方向に曲げる必要が無いため、端に垂直な方向の、端と下部接続端子の最小水平距離を原理的にゼロにまですることが可能である。また、シート状接続体を段差形状に合わせて、あらかじめ曲げておくなどの工程は不要であり、シート状接続体の端子への接続工程のみで済む。
【００３９】
［第二の実施形態］
図４は、本発明の第二の実施形態の電子機器の接続構造である。
【００４０】
電子機器１は、基板１０と基板２０とが積層された構造である。基板１０の基板２０と対向しない面１１に接続端子１２が存在する。また、面１１には端１３が存在する。基板１０と基板２０とが重なり合わない部分に面２１が露出しており、接続端子２２が存在する。面１１と面２１とは略並行である。３次元直交座標Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、面１１、面２１はＸＹ面に略平行である。接続端子１２、２２は導体で形成される。導電層を含み構成されたシート状接続体３０、高さが基板１０の厚みと同じである導電体３１が存在する。
【００４１】
本発明の電子機器の接続構造は、
シート状接続体３０が、接続端子１２と接続され、端面３３の延長面と交差し、
シート状接続体３０と導電体３１とは、Ｚ座標が接続端子１２と同じ箇所で電気的に接続され、
接続端子２２は、導電体３１と電気的に接続されるような接続構造である。
【００４２】
シート状接続体３０と接続端子１２、導電体３１との接続、導電体３１と接続端子２２との接続は、ＡＣＦ、導電性粘着剤、はんだなどを用いて接続される。
【００４３】
このように、本実施形態では、シート状接続体を端に垂直な方向に曲げる必要が無いため、端に垂直な方向の、端と下部接続端子の最小水平距離を原理的にゼロにまですることが可能である。また、シート状接続体を段差形状に合わせて、あらかじめ曲げておくなどの工程は不要であり、シート状接続体と導電体の接続端子への接続工程のみで済む。
【００４４】
次に、本発明の実施例について、図面を使用して具体例を挙げて説明する。
【実施例１】
【００４５】
本実施例では、タッチセンサが一体化されたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）１０１を試作した。
【００４６】
タッチセンサは、指やペンなどを用いて指し示された位置座標、或いは指し示す動作の有無を検出する装置である。現在は、通常、液晶表示装置（ＬＣＤ）等の面表示装置とタッチセンサモジュールとをそれぞれ入手して、タッチセンサモジュールが面表示装置の表示部を覆うように組み立てることで、タッチ入力可能な表示装置を実現している。
【００４７】
タッチセンサの一方式として、静電容量方式が知られている。静電容量方式は、更にProjected capacitive型とSurface capacitive型とに分類される。本実施例では、タッチセンサの方式としてSurface capacitive型の動作原理を利用することを選択した。
【００４８】
従来のSurface capacitive型のタッチセンサは、透明基板とその表面に形成された、均一な透明導電膜とその上面に形成された薄い絶縁膜とで構成される。この透明導電膜を、位置検出導電膜と呼ぶ。このタッチセンサを駆動する際は、前記位置検出導電膜の４隅に交流電圧を印加する。指でタッチセンサを触れると、位置検出導電膜と指とによって形成されるキャパシタを介して、指に微小電流が流れる。この電流はそれぞれの隅からタッチした点へ流れる。信号処理回路が、それぞれの電流の和からタッチの有無を検出する。また、それぞれの電流の比から、タッチ位置の座標を計算する。このようなSurface capacitive型のタッチセンサに関する技術については、特許文献２に基本装置が開示されており、これに関連する公知例として、特許文献３が開示されている。
【００４９】
本実施例では、この位置検出導電膜を、液晶表示装置のカラーフィルタ基板に成膜することで、タッチセンサが一体化されたＬＣＤを作製した。
【００５０】
本実施例の液晶表示装置の平面図を図５に、図５のＡ−Ａ’断面図およびＢ−Ｂ’の断面図をそれぞれ図６（ａ）、図６（ｂ）に示す。
【００５１】
図５を参照すると、本表示装置は、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１１０と、カラーフィルタ（ＣＦ）基板１１１と、カラーフィルタ側偏光板１１２とを含み構成される。これらは、この順に積層される。
【００５２】
カラーフィルタ基板１１１の、カラーフィルタ側偏光板１１２が貼り付けられる面の一面には、位置検出導電膜の働きをするＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜１５０を成膜した。このＩＴＯ膜１５０は、カラーフィルタ作製工程前に、カラーフィルタ基板１１１の基材であるガラス基板１５１にあらかじめ成膜した。
【００５３】
ＴＦＴ基板１１０は、従来のＴＦＴ−ＬＣＤ製造技術であるフォトリソグラフ法を用いて作製した。ＴＦＴ基板１１０には、画素電極、画素スイッチＴＦＴ、周辺回路のＴＦＴ、金属配線１２１、接続端子１２５が形成されている。ＴＦＴ基板１１０には、表示領域を駆動するためのドライバＩＣ１１４をＣＯＧ（Chip On Glass）法で実装した。ドライバＩＣの主要な入力信号は、ＦＰＣ１１３やＴＦＴ基板１１０上に形成した配線を介して供給され、ドライバＩＣの主要な出力信号は表示領域に供給される。
【００５４】
カラーフィルタ基板１１１の４辺に対応した４つの端部のうち、左右の端部の位置はＴＦＴ基板１１０の端部の位置と一致し、上下の端部の位置はＴＦＴ基板１１０の端部の位置より内側となるように構成した。
【００５５】
カラーフィルタ基板１１１の４隅に、ＦＰＣ１２０ａ〜１２０ｄを接続した。これらのＦＰＣが、本実施形態でのシート状接続体に相当する。各ＦＰＣの一端は、位置検出導電膜であるＩＴＯ膜１５０と電気的に接続される。各ＦＰＣの他端は、ＴＦＴ基板１１０上の４隅に配設した接続端子１２５ａ〜１２５ｄと接続される。これにより、ＴＦＴ基板１１０の接続端子１２５とＩＴＯ膜１５０とが電気的に接続される。ＴＦＴ基板１１０上４隅に設けた接続端子１２５は、ＴＦＴ基板１１０上の配線にそれぞれ接続されており、これら配線は、ＴＦＴ基板１１０の下端に集められ、ＦＰＣ１１３と接続される。ＦＰＣ１１３は、外部の信号処理回路と電気的に接続される。
【００５６】
図６（ａ）を参照すると、ＦＰＣ１２０は、ベースフィルム１６０、銅箔１６１、カバーフィルム１６２およびこれらを接着する接着剤（図示せず）、端子部のはんだメッキ１６３の層を含み構成される。このＦＰＣ１２０は、低コストで一般に入手可能な材料を利用した。具体的には、ベースフィルムとカバーレイフィルムは、それぞれ厚さ２５マイクロメートルのポリイミド、銅箔は厚さ３５マイクロメートル、はんだメッキは５マイクロメートルの厚さとした。このＦＰＣを折り曲げる場合、最小曲率半径は５００マイクロメートルである。
【００５７】
カラーフィルタ基板１１１は、上面に位置検出導電膜であるＩＴＯ膜１５０、厚さ５００マイクロメートルのガラス基板１５１、ブラックマトリクス層１７０、カラーフィルタ層（図示せず）、液晶の対向電極であるＩＴＯ膜１７１を含み構成されている（必要に応じ、オーバーコート層も設けられる）。
【００５８】
ＴＦＴ基板１１０は、厚さ５００マイクロメートルのガラス基板１７２と、配線１２１とを含み構成され、カラーフィルタ基板１１１及びシールとともに液晶１８０を保持する（配向膜等は図示せず）。尚、液晶１８０は、図５の左の辺に設けた注入口から注入した。
【００５９】
ＦＰＣ１２０とカラーフィルタ基板１１１上のＩＴＯ膜１５０とは、ＡＣＦ１８５によって、物理的かつ電気的に接続される。
【００６０】
図６（ｂ）を参照すると、該ＦＰＣ１２０は、ＡＣＦ２００でＴＦＴ基板１１０に配設された接続端子１２５と接続される。ＦＰＣ１２０は、ＴＦＴ基板１１０とカラーフィルタ基板１１１との段差を超えるため、図６（ｂ）の断面のような勾配を有する。
【００６１】
図７は、ＦＰＣ１２０付近の斜視図であり、図５、図６とともに、本実施例の理解を容易にするために示した。
【００６２】
ＦＰＣ１２０の形状について、図５、図６、図７を参照して詳しく説明する。図５の左下隅に配設されたＦＰＣ１２０ａを例とすれば、位置検出導電膜との接続部において、ＦＰＣ１２０ａは、Ｌ字の形状を有する帯の形状である。Ｌ字の最適なサイズは表示素子の表示サイズに依存するが、対角３．５インチの表示領域をもつ表示装置の場合、縦８ｍｍ、横６ｍｍ、幅１.５ｍｍである。この領域において、ＦＰＣ１２０ａは位置検出導電膜の面と同一面に存在する。ＦＰＣ１２０ａはＬ字の端部から、図５下方向に向きを変えて真っ直ぐ延び、ＣＦ基板１１１の端を越える。その後ＦＰＣ１２０ａは、左方向に向きを変えて、ＣＦ基板１１１とＴＦＴ基板１１０との段差を吸収するような勾配を有してＴＦＴ基板１１０の接続端子に到達する。
【００６３】
ＦＰＣ１２０ａの勾配（実施の形態で説明したベクトル）に着目すると、ＦＰＣ１２０ａがＣＦ基板１１１上にある領域および、ＦＰＣ１２０ａがＣＦ基板１１１の端を越えた辺りにおいては、その大きさは０またはきわめて小さい。その後、ＦＰＣ１２０ａが左方向に向きを変えて、ＴＦＴ基板１１０の接続端子に到達するまでの間の領域において、勾配の大きさが最大となる。そして勾配の大きさが最大となる領域では、勾配の向きは、ＣＦ基板１１１の下端とほぼ平行となる。
【００６４】
尚、この接続構造体の特徴は、図７を参照して、次のようにも説明できる。すなわち、ＦＰＣ１２０は端１３０と交差し、その後接続端子１２５に延びる形状を有す。このとき、３次元直交座標Ｘ−Ｙ−Ｚにおいて、座標原点を図７のように取る。ＴＦＴ基板１１０、ＣＦ基板１１１の露出する面はＸＹ面に略平行であり、端１３０はＹ軸と略平行であり、ＦＰＣ１２０とＩＴＯ膜１５０とがＡＣＦ１８５で接続される部分において、ＦＰＣ１２０とＩＴＯ膜１５０とＡＣＦ１８５の平面図の論理積を接続領域１とし、接続領域１内で端１３０との距離が最小の、ＩＴＯ膜１５０上の点の座標を（ｘ１，ｙ１，ｚ１）とし、ＦＰＣ１２０と接続端子１２５とがＡＣＦ２００で接続される部分において、ＦＰＣ１２０と接続端子１２５とＡＣＦ２００の平面図の論理積を接続領域２とし、接続領域２内で端１３０からの距離が最小の、接続端子１２５上の点の座標を（ｘ２，ｙ２，ｚ２）とする。
【００６５】
ここで、（ｘ１，ｙ１，ｚ１）から（ｘ２，ｙ２，ｚ２）へＦＰＣ１２０の表面に沿って進む時に、ＦＰＣ１２０の表面のＺ座標が始めてｚ１より小さくなる箇所の、ＦＰＣ１２０の表面の座標を（ｘ３、ｙ３、ｚ３）とすると、いかなる経路をたどって進んだ場合であっても、
｜ｙ２−ｙ３｜＞｜ｘ２｜
であるような接続構造である。
【００６６】
本実施例での具体的な数値（単位はμｍ）をあげると、
（ｘ１，ｙ１，ｚ１）=（−１０，２５００，５００）、
（ｘ２，ｙ２，ｚ２）=（２００，２５００，０）、
（ｘ３，ｙ３，ｚ３）=（８００，４５００，４９９）
であり、
｜ｙ２−ｙ３｜＝２０００＞｜ｘ２｜＝２００
となっている。
【００６７】
又、この接続構造体の特徴は、次のようにも説明できる。すなわち、ＦＰＣ１２０は端面１３３の延長面と交差し、その後接続端子１２５に延びる形状を有す。このとき、端１３０を含むＣＦ基板１１１の端面１３３と、ＦＰＣ１２０の端面１３２とに着目すると、ＣＦ基板１１１の端面とＦＰＣ１２０の端面とが対向する形状を有す。そして、この両者が対向する関係にある領域において、ＦＰＣ１２０はＣＦ基板１１１とＴＦＴ基板１１０との段差を吸収するような勾配を有する。
【００６８】
ＦＰＣ１２０は次の手順で接続する。まず、ＡＣＦ１８５、２００をＦＰＣ１２０のＬ字部分と、接続端子１２５に接続する部分に仮圧接する。次に、ＦＰＣ１２０とＴＦＴ基板１１０上の接続端子１２５を熱圧接し、最後にＦＰＣ１２０とＣＦ基板１１１上のＬ字部分の熱圧接を行う。先にＴＦＴ基板１１０側から熱圧接する理由は、先に接続面積の大きいＬ字部分を熱圧接すると、熱伝導で、接続端子部に接続する部分のＡＣＦが反応し、圧接不能になる場合があるためである。
【００６９】
尚、ＦＰＣ１２０は、その一部が基板に固定されず、架空の状態である。この部分は、必要に応じて、シリコーン樹脂等でＦＰＣ１２０とＴＦＴ基板１１０の間の空間を埋めるように補強してもよい。これにより、ＦＰＣ１２０の剥れに強く、また、水分やガスの浸入に起因する接続端子の劣化に対して耐性のある接続構造を実現できる。
【００７０】
本発明を適用することで、次の効果が得られた。
【００７１】
ＣＦ基板端とＴＦＴ基板上の接続端子までの位置を、従来と比較して十分、小さくすることができた。具体的には、従来は約９００マイクロメートル必要であったが、本発明を適用することで２００マイクロメートルとすることができた。また、これによって、ＬＣＤの額縁を低減することができた。特に、図５の上辺の額縁を低減することに対する効果は、本液晶モジュールを利用した電子機器を設計する場合大きかった。
【００７２】
利用したＦＰＣは、折り曲げ性能に関して特別な特徴を必要としない。故に、本実施例のように、ＣＦ基板端とＴＦＴ基板上の接続端子までの距離を小さくしたいという課題を、一般に入手可能な低価格品で解決できた。
【００７３】
従来のタッチセンサにおいては、タッチセンサ基板の周辺に配線を設けることで、タッチセンサの４隅と、信号処理回路とが電気的に接続されていた。この場合、配線が設けられた付近はタッチ入力有効範囲外となるため、タッチセンサ利用者やタッチセンサを用いた機器の設計製造業者にとっては無駄な領域に他ならない。一方、本実施例では、これら配線をＴＦＴ基板上に設けるため、この無駄な領域をなくすことができた。尚、これら配線は前述の通り、ＴＦＴ基板製造工程中にフォトリソグラフ法で形成されるため、加工精度が高い。このため、これら配線を通すという理由で、ＴＦＴ基板の寸法が従来より大きくなることはなかった。
【００７４】
従来のタッチセンサは、位置検出導電膜を形成する基材が必要とされていたが、本実施例は、ＣＦ基板がこの基材を兼ねるので、部材の削減、軽量、薄型化を実現した。また、従来、表示装置の光路中に存在した基材が削減されたことで、有害な反射光が低減し、また、ＬＣＤの透過率が向上した。つまり、表示性能を高めることができた。
【００７５】
尚、本実施例では４隅にＦＰＣ１２０を設置したが、例えば一次元のタッチセンサであれば、ＦＰＣ１２０の個数は２つでよい。タッチセンサの形状により、ＦＰＣの個数を２以上の任意の個数に調節する。
【実施例２】
【００７６】
次に、本発明を横電界型液晶表示装置の帯電防止用の透明導電膜の接続に適用する例を示す。横電界型液晶表示装置は、液晶セル面に対して、平行方向に電界を印加して液晶分子を面内で回転させる事により、広い視野角特性を持つという特徴を持つ。
【００７７】
図８は横電界型液晶表示装置１０２の全体を示す平面図である。尚、文中の符号の付いていない構成素子は図示していない。
【００７８】
横電界型液晶表示装置１０２は、ＴＦＴ基板１１０の内面にＴＦＴ素子、金属配線、絶縁膜、配向膜が形成されている。ＴＦＴ基板１１０と対向するＣＦ基板１１１の内面には、ＣＦ（カラーフィルタ）層、配向膜が形成されている。ＴＦＴ基板１１０とＣＦ基板１１１で液晶層を挟持している。横電界型液晶表示装置１０２の外面には、ＣＦ側偏光版１１２、ＴＦＴ側偏光板が貼られている。ＴＦＴ基板１１０とＣＦ基板１１１が重なり合わない部分には、液晶層を駆動する信号を供給するＩＣ１１４、ＴＦＴ素子やＩＣ１１４に信号を供給するためのＦＰＣ１１３が配置されている。ＴＦＴ基板１１０と対向するＣＦ基板１１１の外面には、通常、帯電防止用の透明導電膜が成膜される。さらに導電層を含み構成されたシート状接続体１２０、配線１２１、バックライトユニットからなる。
【００７９】
本発明の実施形態に係る接続構造で、ＣＦ基板１１１外面上に成膜された透明導電膜とＴＦＴ基板１１０上の配線１２１を導通させる事により、ＣＦ基板１１１に電荷が蓄積されるのを防ぎ、表示の劣化を抑止する。
【００８０】
具体的な接続手順について図９を参照して説明する。図９は、図８の矢印方向からの斜視図である。ここでは第二の実施形態でシート状接続体としてＦＰＣを使用する。
【００８１】
ＦＰＣ１２０の寸法は縦３ｍｍ、横２ｍｍであり、あらかじめＴＦＴ基板１１０とＣＦ基板１１１との段差高さに相当する導電体１３１を、ＦＰＣ１２０両端の露出した電極の一方に、ＡＣＦの圧接温度より接着温度が高いはんだで接続しておく。導電体１３１としては具体的には、接続端子１２５をカバーする底面を持ち、高さが段差高さと同じである銅の直方体を用意する。次に、ＦＰＣ１２０の露出した電極のうち導電体１３１が実装されていないもう一方の電極、ならびに、ＴＦＴ基板１１０上の接続端子１２５に、ＡＣＦを仮圧着する。次に、ＦＰＣ１２０のＡＣＦを着けた電極部をＩＴＯ膜１５０に、導電体１３１の底部を接続端子１２５に位置合わせをし、圧接機でＦＰＣ１２０全体を圧接する。ＦＰＣ１２０の一端のＩＴＯ膜１５０への接続と、導電体１３１のＴＦＴ基板１１０上の接続端子１２５への接続は、熱伝導率の大きい、ＦＰＣ１２０中の導体とＦＰＣ１２０に接続した導電体１３１を通じて熱が伝わるため、同時に行われる。
【００８２】
ここでは、ＦＰＣ１２０に導電体１３１を事前に実装した場合の接続手順を示したが、導電体１３１を先に接続端子１２５に仮圧着する手順で接続してもよい。その場合の接続手順は、接続端子１２５にＡＣＦを仮圧着しておき、段差高さを持つ導体を仮圧着する。次に、ＦＰＣ１２０両端の露出した電極にＡＣＦを仮圧着する。最後に、ＦＰＣ１２０のＡＣＦを着けた電極部をＩＴＯ膜１５０と導電体の頭部に位置合わせをし、圧接機でＦＰＣ１２０全体を圧接する。この場合も一回で圧接が済む理由は前記の場合と同様である。
【００８３】
ここで、導電体１３１の高さが、厳密に段差の高さではなくても、シート状接続体自身に可撓性があるため、高さの差分を吸収して接続がなされる。さらに熱膨張や、機械的応力に対する耐性も優れている。
【００８４】
尚、導電体１３１の熱容量が大きいと、熱圧接の後に、導電体１３１に熱が長くとどまり、問題が発生する可能性がある。その場合、導電体１３１として、中空の金属やセラミックスの表面に薄膜金属を付けた物など、単純な金属固体よりも、熱容量を小さくしたものを使用するとよい。
【００８５】
端１３０と下部接続端子１２５の最小水平距離は、ゼロまで小さくする事が可能である。ＦＰＣを事前に曲げて置く必要は無いので実装工程が簡略化できる。また、ＦＰＣの熱圧接も一回で済む。
【００８６】
尚、実施例１〜２では、本発明の接続構造の適用例として、タッチセンサが一体化されたＬＣＤ、横電界型液晶表示装置について説明したが、プリントヘッド等、段差を越えて端子間の電気的な接続が必要とされる電子機器に対しても本発明は好適であり、適用自在である。
【産業上の利用可能性】
【００８７】
本発明は、電子機器の接続構造体、及びそれを用いた表示装置に利用可能である。
【符号の説明】
【００８８】
１  電子機器
１０、２０  基板
１１、２１  面
１２、２２  接続端子
１３、１３０  端
１４  端の線ベクトル
３０  シート状接続体
３１、１３１  導電体
３３、１３２、１３３  端面
１０１  ＬＣＤ
１０２  横電界型液晶表示装置
１１０  ＴＦＴ基板
１１１  カラーフィルタ（ＣＦ）基板
１１２  カラーフィルタ側偏光板
１１３  ＦＰＣ（液晶駆動用）
１１４  ＩＣ
１２０、１２０ａ〜１２０ｄ  ＦＰＣ（シート状接続体）
１２１  配線
１２５、１２５ａ〜１２５ｄ  接続端子
１５０、１７１  ＩＴＯ膜
１５１、１７２  ガラス基板
１６０  ベースフィルム
１６１  銅箔
１６２  カバーフィルム
１６３  はんだメッキ
１７０  ブラックマトリックス（ＢＭ）層
１８０  液晶
１８５、２００  ＡＣＦ
【図１（ａ）】
2011049247.tif 000004
【図１（ｂ）】
2011049247.tif 000005
【図２】
2011049247.tif 000006
【図３】
2011049247.tif 000007
【図４】
2011049247.tif 000008
【図５】
2011049247.tif 000009
【図６】
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【図７】
2011049247.tif 000011
【図８】
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【図９】
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