电子设备及柔性印刷电路基板

申请号 CN201310569305.X 申请日 2013-11-15 公开(公告)号 CN103889142B 公开(公告)日 2017-11-28
申请人 三菱电机株式会社; 发明人 桥户隆一;
摘要 本 发明 获得能够避免由ESD或EMI在电气设备的内外产生的不良影响、具有柔性印刷 电路 基板 的 电子 设备。在具有绝缘性的基底膜(32)的表面上选择性地形成屏蔽层(34),在基底膜(32)的背面上形成布线层(31),在布线层(31)上选择性地设置连接器连接用 端子 (35)及安装端子(36)。以利用上述构造的FPC(30A)将TFT阵列基板与控制基板连接的状态,容纳于组装壳体内而构成 液晶 显示装置。此时,屏蔽层(34)以与组装壳体的内表面对置的方式设置,屏蔽层(34)与在TFT阵列基板形成的液晶驱动电路保持绝缘关系,并且,经由接地用实布线区域与组装壳体的一部分电连接。
权利要求

1.一种电子设备,具备:
第1基板,搭载有驱动驱动对象部的驱动电路
第2基板,搭载有赋予所述驱动电路用的控制信号的控制电路;
柔性印刷电路基板,具有与所述第1基板连接的第1连接部、与所述第2基板连接的第2连接部及内部布线,以能够根据经由该内部布线来自所述控制电路的所述控制信号来控制所述驱动电路的方式将所述第1及第2基板间连接;以及
壳体部,将所述第1及第2基板以及所述柔性印刷电路基板容纳于内部,
所述电子设备的特征在于,
所述第2基板还具有与所述控制电路独立而形成的第1接地用布线部,
所述柔性印刷电路基板,在一个主面侧形成与所述内部布线电隔离但具有导电性的屏蔽层,在另一个主面侧形成设有所述内部布线的布线层,
所述屏蔽层以与所述壳体部的内表面对置的方式设置,所述屏蔽层与所述驱动电路保持绝缘关系,并且,经由所述第1接地用布线部与所述壳体部的一部分电连接,所述屏蔽层以超过“0”的绝缘距离与所述第1基板分离,通过所述绝缘距离确保所述屏蔽层与所述第1基板之间的绝缘性。
2.如权利要求1所述的电子设备,其特征在于,
所述柔性印刷电路基板包括:
基底层,具有绝缘性;
所述屏蔽层,在所述基底层的一个主面上形成;以及
所述布线层,在所述基底层的另一个主面上形成,具有所述内部布线,
所述屏蔽层具有多个第1屏蔽布线与多个第2屏蔽布线互相相交而成的网状布线图案。
3.如权利要求2所述的电子设备,其特征在于,
所述内部布线在与所述网状布线图案的俯视时重叠区域,具有沿布线方向直线状形成的多个布线,所述多个布线设置为仅在所述屏蔽层中的所述网状布线图案中的网格的交点上、或者仅在所述网状布线图案中的邻接的网格的交点间的所述第1屏蔽布线或所述第2屏蔽布线的中心点上俯视时相交。
4.如权利要求1~权利要求3中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述控制电路具有接地设定用的第2接地用布线部,
所述第2基板具有可固定于所述壳体部的一部分的第2接地用固定部,
通过在所述第2接地用布线部设有第1垫部,在所述第2接地用固定部设有第2垫部,从而能够将ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件介于所述第1、第2垫部间而插入。
5.如权利要求1~权利要求3中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述控制电路具有接地设定用的第2接地用布线部,
通过在所述第1接地用布线部设有第3垫部,在所述第2接地用布线部设有第4垫部,从而可将ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件介于所述第3、第4垫部间而插入。
6.如权利要求1~权利要求3中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述驱动对象部为液晶部,
所述驱动电路为驱动所述液晶部来执行显示工作的液晶驱动电路。
7.如权利要求1~权利要求3中的任一项所述的电子设备,其特征在于,
所述驱动对象部为传感器部,
所述驱动电路为实现检测所述传感器部的状态的感测功能的感测驱动电路。
8.一种柔性印刷电路基板,包括:
基底层,具有绝缘性;
屏蔽层,在所述基底层的一个主面上形成;以及
布线层,在所述基底层的另一个主面上形成,具有内部布线,
所述屏蔽层具有多个第1屏蔽布线与多个第2屏蔽布线互相相交而成的网状布线图案,所述屏蔽层以超过“0”的绝缘距离与所述布线层的安装端子侧的端部分离,通过所述绝缘距离确保所述屏蔽层与所述安装端子之间的绝缘性。
9.如权利要求8所述的柔性印刷电路基板,其特征在于,
所述内部布线在与所述网状布线图案的俯视时重叠区域,具有沿布线方向直线状形成的多个布线,所述多个布线设置为仅在所述网状布线图案的所述网状布线图案中的网格的交点上,或者仅在所述网状布线图案中的邻接的网格的交点间的所述第1屏蔽布线或所述第2屏蔽布线的中心点上俯视时相交。

说明书全文

电子设备及柔性印刷电路基板

技术领域

[0001] 本发明涉及在壳体内具有柔性印刷电路基板而构成的液晶显示装置等的电子设备及柔性印刷电路基板。

背景技术

[0002] 液晶显示装置、笔记本型便携式计算机等的电子设备,存在为谋求小型的在内部具有柔性印刷电路基板(FPC:Flexible Printed Circuits)的情况。作为这样的电子设备公开有例如搭载专利文献1中的便携式计算机的键盘的基本单元。
[0003] 该基本单元具有箱状的壳体,该壳体的内部一括地容纳有安装各种电路部件的刚性的电路基板和如软盘驱动装置或硬盘驱动装置的多个功能部件。而且,这些电路基板与功能部件经由FPC电连接。
[0004] 现有技术文献
[0005] 专利文献
[0006] 专利文献1:日本特开平7-154038号公报

发明内容

[0007] 发明要解决的课题
[0008] 如上述基本单元的电子设备的构成中,例如,在壳体为非导电性树脂的情况下,若在外部产生ESD(Electro-Static Discharge:静电放电),则所感应的电荷在壳体的内壁蓄积。该电荷在超过某一定量时破坏与FPC之间的空间的绝缘,并作为电流流入FPC上的布线等。此时,存在在与FPC电连接的TFT面板或各种传感器或者控制基板上的IC等施加异常电压或流动异常电流,从而发生破坏的情况。
[0009] 另外存在来自壳体外部的对FPC上的信号布线的电磁影响,或从FPC的布线放射的EMI(Electro-Magnetic Interference:电磁干扰)就那样地向外界发射,对外部设备等造成不良影响的问题点。
[0010] 本发明是为了解决上述问题点而完成的,目的在于获得能够避免由ESD或EMI在电气设备的内外产生的不良影响的、具有柔性印刷电路基板的电子设备及柔性印刷电路基板。
[0011] 用于解决课题的方案
[0012] 本发明的权利要求1记载的电子设备具备:第1基板,搭载有驱动驱动对象部的驱动电路;第2基板,搭载有赋予所述驱动电路用的控制信号的控制电路;柔性印刷电路基板,具有与所述第1基板连接的第1连接部、与所述第2基板连接的第2连接部及内部布线,以能够经由该内部布线根据来自所述控制电路的所述控制信号来控制所述驱动电路的方式将所述第1及第2基板间连接;非导电性的壳体部,将所述第1及第2基板以及所述柔性印刷电路基板容纳于内部,所述电子设备的特征在于,所述第2基板还具有与所述控制电路独立地形成的第1接地用布线部,所述柔性印刷电路基板在一个主面侧形成与所述内部布线电隔离但具有导电性的屏蔽层,在另一个主面侧形成设有所述内部布线的布线层,所述屏蔽层以与所述壳体部的内表面对置的方式设置,所述屏蔽层与所述驱动电路保持绝缘关系,并且,经由所述第1接地用布线部与所述壳体部的一部分电连接。
[0013] 发明效果
[0014] 权利要求1记载的作为本申请发明的电子设备中的柔性印刷电路基板特征在于,屏蔽层以与壳体部的内表面对置的方式设置,屏蔽层与驱动电路保持绝缘关系,并且,经由第1接地用布线部与壳体部的一部分电连接。
[0015] 权利要求1记载的本申请发明具有上述特征,因此通过预先对壳体部进行接地(ground)设定,能够发挥将由ESD在壳体部的内表面感应的电荷经由屏蔽层、第1接地用布线部可靠地释放至壳体部之外的放电作用。因此,能够可靠地防止构成第1基板的驱动电路或者第2基板的控制电路的元件等遭受ESD造成的破坏。
[0016] 而且,由于通过上述放电作用也能够大幅度减轻从壳体部的外部对柔性印刷电路基板造成的电磁影响、柔性印刷电路基板对壳体部的外部造成的电磁影响,因此也能够一并防止由EMI造成的不良影响。
[0017] 进而,屏蔽层与驱动电路保持绝缘关系,因此能够抑制发挥上述放电作用时的第1基板对驱动电路的不良影响。附图说明
[0018] 图1是示出一般的液晶显示装置的概略构成的说明图;
[0019] 图2是将图1的液晶显示装置的主要构成部分离而示出的说明图;
[0020] 图3是装入组装壳体内的液晶显示装置的截面图;
[0021] 图4是示出使用非导电性树脂构成组装壳体时的问题点的截面图;
[0022] 图5是示出使用非导电性树脂构成组装壳体时的问题点的说明图;
[0023] 图6是示出使用非导电性树脂构成组装壳体时的问题点的说明图;
[0024] 图7是示出采取现有的EMI对策的第1对策例的截面图;
[0025] 图8是示出采取现有的EMI对策的第2对策例的平面图;
[0026] 图9是示出用于作为本发明的实施方式1的液晶显示装置的FPC30A的构造的截面图;
[0027] 图10是示意性示出用于实施方式1的液晶显示装置的FPC的平面构造的平面图;
[0028] 图11是示出利用图10所示的FPC的TFT阵列基板与控制基板的电连接例的说明图;
[0029] 图12是示出利用双面FPC的构成例的截面图;
[0030] 图13是示意性示出图12所示的FPC的平面构造的平面图;
[0031] 图14是示意性示出在屏蔽层形成的网状布线图案与多个布线的重叠关系的平面图;
[0032] 图15是示出由网状布线图案导致的寄生电容的图表;
[0033] 图16是示出由本实施方式的液晶显示装置导致的EMI强度的降低效应的图表;
[0034] 图17是以表形式示出施加直接放电时的各元件的破坏结果的说明图;
[0035] 图18是将具有触摸面板的液晶显示装置的主要构成部分离而示出的说明图;
[0036] 图19是示出在组装壳体内装入具有触摸面板的液晶显示装置的截面图。

具体实施方式

[0037] <发明的原理>
[0038] 图1是示出驱动LCD的液晶显示装置的概略构成的说明图。如该图所示,液晶显示装置具有:对置电极基板21,具备CF(彩色滤波器)和对置电极;TFT阵列基板23(第1基板),具有用于驱动液晶的像素部,并为了向该像素部供给信号而搭载具有矩阵状的布线及驱动器IC23d的驱动电路;TFT面板2,在这些基板21、23间夹入作为偏振元件的液晶部而构成。
[0039] 这样,具有TFT面板2的液晶显示装置,呈现通过包含在对置电极基板21形成的对置电极、在TFT阵列基板23形成的TFT阵列及驱动器IC23d而构成的液晶驱动电路来驱动作为驱动对象部的液晶部22(参照图3、图4)以实现显示工作的构成。
[0040] 进而,液晶显示装置具有用于向驱动作为驱动对象部的液晶部22的驱动器IC23d转换控制信号或影像信号的ASIC部51,具有搭载有控制电路(各种电源电路)的控制基板5(第2基板),其中所述控制电路包含ASIC部51。进而,液晶显示装置与TFT面板2的TFT阵列基板23和控制基板5物理连接,以能在TFT阵列基板23(的液晶驱动电路)、控制基板5(的控制电路)间收发信号的柔性印刷电路基板(FPC)3为主要构成。
[0041] 图2是将液晶显示装置的主要构成部分离而示出的说明图。如该图所示,图1所示的作为显示系统部分的TFT面板2及控制基板5包含LED驱动器基板7,装入由前框架1及后框架6构成的组装壳体内,成为完成品的液晶显示装置。此外,LED驱动器基板7是驱动背光源模4的背光源的基板。
[0042] 图3是装入由前框架1、后框架6构成的组装壳体内的液晶显示装置的截面图。如该图所示,TFT面板2以TFT阵列基板23、液晶部22及对置电极基板21的层叠构造形成。此外,密封部28用作在液晶部22的外周部形成的隔离物。
[0043] 在背光源模块4内的背光源部41的表面上(图3的上表面)形成TFT面板2的TFT阵列基板23,TFT阵列基板23的表面(一个主面)的一部分露出,在该露出面形成驱动器IC23d。另一方面,在背光源部41的背面上形成表面(一个主面)朝向图中下方的控制基板5。即,以TFT阵列基板23的背面(另一个主面)与控制基板5的背面(另一个主面)互相对置的位置关系容纳于组装壳体内。
[0044] 而且,通过将设在FPC3的两端部分的第1及第2连接部(未图示)之中的第1连接部与TFT阵列基板23的驱动器IC23d等的液晶驱动电路电连接,将第2连接部与控制基板5的表面上形成的连接器15(电连接部)连接,从而将在TFT阵列基板23形成的上述液晶驱动电路(包含驱动器IC23d)与在控制基板5形成的ASIC部51等的控制电路电连接。因此,为了能够根据从上述控制电路经由FPC3的内部布线赋予的控制信号来控制上述液晶驱动电路,TFT阵列基板23、控制基板5间被连接。
[0045] 而且,利用由前框架1及后框架6构成的组装壳体,将上述的TFT面板2、控制基板5及FPC3容纳于内部。图3所示的例中,利用前框架1来覆盖显示系统部分的上表面的一部分、侧面部及下表面的一部分,利用后框架6来覆盖显示系统部分的下表面的一部分。另外,对置电极基板21的大部分露出。
[0046] 如图3所示,前框架1的内表面(内壁部,图3所示的右侧的侧部的内表面)与FPC3的表面(一个主面,图3所示的右侧的面)具有间隙地对置。用于组装壳体的前框架1、后框架6等,一直以来金属制的居多,但最近出于重量轻化和设计性考虑而用塑料等的非导电性树脂等制作。
[0047] 图4~图6是示出使用非导电性树脂构成组装壳体时的问题点的说明图。
[0048] 如图4所示,非导电性树脂在其性质上,在表面(内表面)蓄积电荷,因此存在当蓄积电荷e1超过某一定量时引起绝缘破坏而在周边存在的金属部等引起ESD。另外,具有由于组装壳体是非导电性的,因此对电磁波也没有遮蔽效应而容易产生EMI这一问题点(参照图5)。由于这样的ESD及EMI,在TFT阵列基板23(液晶驱动电路)产生阵列部分被破坏、或引起显示不良、或输出误信号等不良,在控制基板5(控制电路)产生IC破坏、冻结、误探测等的不良。
[0049] 这样,在非导电性树脂的组装壳体的情况下,例如,如图4所示,存在由来自外部的ESD感应的蓄积电荷e1,经由组装壳体内部的FPC3的内部布线进入,将设在TFT面板2(TFT阵列基板23)或者控制基板5的IC等破坏这一问题点。
[0050] 另外,存在来自外部的对FPC3的内部布线的电磁影响、即噪声进入,由TFT面板2进行的显示产生错乱,或根据具体情况而系统冻结等不良发生(抗扰性)这一问题点。
[0051] 另外,如图6所示,存在从FPC3的布线放射的EMI就那样向外界发射,对液晶显示装置外部的外部设备等造成不良影响这一问题点。
[0052] 图7是示出采取现有的EMI对策的第1对策例的截面图。如该图所示,在FPC60(相当于图1、图3~图6所示的FPC3)上经由粘结层61粘结形成金属薄膜62,在金属薄膜62上层叠有基底膜63及增强膜64。可考虑金属薄膜62为(Al)等,但也可以使用其他电磁波吸收材料
[0053] 这样,第1对策例通过如图7所示的金属薄膜62,在FPC60上用电磁波吸收材料或者Al等的导电性的屏蔽层(带)覆盖FPC60上来采取EMI对策。但是,仅简单地在FPC60上存在金属薄膜62留下不能够完全吸收由于EMI而感应的涡电流,而使一部分透过这一问题。一般在数十MHz以下的低频区域不太有效果。
[0054] 另外,在利用图7所示的金属薄膜62的屏蔽电孤立因而遭受ESD的情况下,不能够将其能量放电至GND或电路上的ESD吸收元件等,因此ESD进入在金属薄膜62下的FPC60内的布线层。因此,ESD经由FPC60的布线层进入在TFT阵列基板23或控制基板5形成的电路(液晶驱动电路或控制电路)等,误工作或最坏的情况下破坏电路内的各种元件,而成为致命的不良。这样,现有的第1对策例留下各种问题。
[0055] 图8是示出采取现有的EMI对策的第2对策例的平面图。此外,图8相当于从TFT阵列基板23的背面侧(控制基板5的表面侧)观察图3的平面图。但是,为了说明的便利,省略后框架6的图示,示出透过后框架6的状态。
[0056] 如该图所示,覆盖FPC60上的大部分而设置屏蔽带66,将屏蔽带66通过利用Al等的导通带67贴附于背光源部41的表面。背光源部41通常其表面以金属框架形成,因此能够谋求经由背光源部41的表面与构成组装壳体16(壳体部)的后框架6电连接。
[0057] 通常,组装壳体16为了安全而与外部接地(GND)相连,因此落在FPC60上的屏蔽带66的ESD,经由导通带67、背光源部41及后框架6(组装壳体16)对接地放电。另外,作为屏蔽导电层的屏蔽带66以比较低的阻抗与接地相连,因此通过在屏蔽所感应的电流等释放至接地,可减轻向外部的EMI放射。
[0058] 然而,该利用Al等的导通带67等通过导电性树脂等的粘结剂与对象物粘结,但该粘结剂难以长期保持以低电阻导通。即,经过长期则由于老化变差从而粘结剂变差剥落,因此导通电阻上升,不可使屏蔽带66经由导通带67到达组装壳体16的GND的放电路径以低电阻连接。另外,还存在由于振动冲击等的物理性的而发生剥落等的不良。作为这些结果,成为未经由作为屏蔽层的屏蔽带66与GND连接,因此结果与未采取对策的情况相同,使EMI变差,或由于ESD而将破坏元件。
[0059] 另外,关于屏蔽带66或导通带67的材料费,存在需要用于将其严实地粘贴于有关部分的工序而成为成本上升的因素的问题。
[0060] 因此,本申请发明是为解决上述问题而完成的,以下示出具体的实施方式。
[0061] <实施方式1>
[0062] 图9是示出本发明的实施方式1即用于液晶显示装置的FPC30A的构造的截面图。如该图所示,在具有绝缘性的基底膜32的表面上选择性地形成屏蔽层34,在基底膜32的背面上形成布线层31。而且,在布线层31上选择性地设有连接器连接用端子35(第2连接部)及安装端子36(第1连接部),在未形成这些端子35及36的布线层31上设有具有绝缘性的盖层膜(cover lay film)33。此外,在屏蔽层34上什么也没有形成,屏蔽层34的表面为开放的露出状态。
[0063] 这样构造的FPC30A,以在背面(另一个主面)侧形成的布线层31对于组装壳体16成为内侧、在表面(一个主面)侧形成的屏蔽层34对于组装壳体16成为外侧的方式使用。即,在图3的构造中,将FPC30A用作FPC3的情况下,以在表面侧形成的屏蔽层34与组装壳体16(前框架1)的内表面对置的方式配置来使用。
[0064] 而且,如上所述,设为在屏蔽层34的正上方的一部分或者全部区域未设置盖层膜的露出构造。此外,图9中示出在屏蔽层34上的全部区域未设置盖层膜的构造。
[0065] 图10是示意性示出FPC30A的平面构造的平面图。图10是从背面侧(布线层31侧)观察图9的平面图,为了说明的便利,将屏蔽层34图示为透明的。
[0066] 如该图所示,在布线层31设有沿FPC30A的长度方向(图中左右方向)直线状形成的在TFT阵列基板23、控制基板5间进行收发的信号传递用(包括电源布线)的多个布线L31(内部布线)。
[0067] 另一方面,在屏蔽层34形成附图上向左上延伸的多个屏蔽布线L34a与向右上延伸的多个屏蔽布线L34b互相相交的网状布线图案。
[0068] 为了向控制基板5侧进行电连接,作为与屏蔽层34的网状布线图案电连接的安装部的屏蔽用PAD部 L34P经由通孔(TH)等,被引导至形成有布线L31的背面(与控制基板5取得接触的面)侧。
[0069] 即,如图10所示,在布线层31,在连接器连接用端子35侧的端部与屏蔽层34的网状布线图案电连接的屏蔽用PAD部L34P,以与布线L31保持绝缘状态的间隔设置,进而,在布线L31、屏蔽用PAD部L34P间形成完全电隔离的虚设PAD部L34D。
[0070] 通过将布线L31的前端部即PAD部分L31P(与图9的连接器连接用端子35相当)、虚设PAD部L34D及屏蔽用PAD部L34P与连接器15的对应部分嵌合,能够将FPC30A安装于连接器15。而且,经由该连接器15,FPC30A的布线L31与控制基板5内的控制电路电连接。
[0071] 布线L31的前端PAD部分L31P再加上虚设PAD部L34D及屏蔽用PAD部L34P,与连接器15的对应部分嵌合,因此能够增大连接器15与FPC30A的嵌合力。但是,为了不在布线L31(L31P)、屏蔽用PAD部L34P间进行沿面放电而引起绝缘破坏,必须保持一定距离,优选设置多条在中间形成的虚设PAD部L34D。其结果是,形成多条虚设PAD部L34D的空间的部分,能够在布线L31(L31P)、屏蔽用PAD部L34P间保持一定的距离。另外,这些PAD部优选为了尽可能大地取得绝缘距离,而尽可能减小面积和形状。
[0072] 当然,在依赖于连接器15与FPC30A的嵌合力的安装强度是充分的,原本就存在对于成为目标的ESD耐压可充分取得沿面放电距离的距离的情况下,无需设置虚设PAD部L34D。
[0073] 图11是示出利用在本发明的实施方式1使用的FPC30A的TFT阵列基板23与控制基板5的电连接例的说明图。图11中虽未图示,TFT阵列基板23的液晶驱动电路经由FPC30A的安装端子36(图9参照)与布线L31电连接。
[0074] 如该图所示,FPC30A上的屏蔽层34未与TFT阵列基板23电连接,而且,使ESD不落在TFT阵列基板23侧也很重要。
[0075] 因此,以作为目标的ESD耐压在TFT阵列基板23、FPC30A间不产生沿面放电的方式,在屏蔽层34与TFT阵列基板23之间设置绝缘距离ΔL1。以下,详细叙述这一点。
[0076] 为了不破坏TFT面板2,屏蔽层34的网状布线图案需要距离将FPC30A安装于TFT阵列基板23的安装端子36绝缘距离ΔL1。这是为了使ESD不会经由安装端子36落在TFT面板2(TFT阵列基板23)的内部布线。即,应特意不将利用屏蔽层34的网状布线图案与TFT面板2(TFT阵列基板23)侧电连接,从而不使放电传递,图9中,优选在布线层31的安装端子36侧的端部与屏蔽层34之间设置上述的绝缘距离ΔL1程度的距离ΔL30。
[0077] 另外,为了在控制基板5上互相独立地取得信号接地(SignalGnd,SG)与框架接地(FrameGnd,FG),FG用的框架接地用区域53及框架接地用图案部53P,与SG用的信号接地用区域52及信号接地用图案部52P互相独立地形成。
[0078] 利用屏蔽层34的网状布线图案为ESD对策而需要与组装壳体的FG用接地连接而非SG。
[0079] 形成有控制电路的信号接地用区域52能经由连接器15收发通过多个布线L31获得的信号,内部的SG用的接地用实布线区域52G(第2接地用布线部)与信号接地用图案部52P(第2接地用固定部)电连接。
[0080] 此时,如图11所示,在信号接地用区域52设有垫部P521(第1垫部),在信号接地用图案部52P设有垫部P52(第2垫部),也可以在垫部P52、P521间设置可将ESD吸收元件等的元件介于其间而插入的可连接元件区域56。
[0081] 在该情况下,利用可连接元件区域56,能够将ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件介于垫部P52、P521间而插入。即,能够经由ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件,将信号接地用区域52的接地用实布线区域52G、信号接地用图案部52P间电连接。
[0082] 在信号接地用图案部52P设有基板固定用螺丝孔54,通过将螺钉安装于基板固定用螺丝孔54内,能够在组装壳体16的对应部位稳定性良好地固定信号接地用图案部52P。
[0083] 另一方面,FPC30A的屏蔽层34经由连接器15经由框架接地用区域53的接地用实布线区域53G(第1接地用布线部)与框架接地用图案部53P电连接。在框架接地用图案部53P设有基板固定用螺丝孔55,通过将螺钉安装于基板固定用螺丝孔55内,能够在组装壳体16的对应部位稳定性良好地固定框架接地用图案部53P。其结果是,作为ESD对策最终从屏蔽层34引导至组装壳体16的FG用放电路径得以设置。
[0084] 接地用实布线区域53G及框架接地用图案部53P为了ESD对策尽可能以低阻抗与组装壳体16相连很重要。因此,如图11所示,优选连接器15的FG用PAD(屏蔽用PAD部L34P)、框架接地用区域53内的接地用实布线区域53G及框架接地用图案部53P设置在控制基板5的同一平面上。
[0085] 另外,在控制基板5上需要将信号接地用区域52及信号接地用图案部52P与框架接地用区域53及框架接地用图案部53P全层完全分离。如图11所示,在这些区域形成于同一层(控制基板5的表面上)的情况下,为以作为目标的ESD耐压不会发生绝缘破坏,信号接地用区域52及框架接地用区域53隔开绝缘距离ΔL2而设置。
[0086] 此外,在信号接地用区域52设有垫部P522(第3垫部),在框架接地用区域53的接地用实布线区域53G设有垫部P53(第4垫部),也可以在这些垫部P522、P53间设置可将ESD吸收元件等的元件介于其间而插入的可连接元件区域57。
[0087] 在该情况下,利用可连接元件区域57,能够将ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件介于垫部P523、P53间而插入。即,能够经由ESD吸收元件、电阻及电容器之中至少一个元件,将框架接地用区域53的接地用实布线区域53G、信号接地用区域52的接地用实布线区域52G间电连接。
[0088] 这样,通过在垫部P522、P53间设置可将ESD吸收元件等介于其间而插入的可连接元件区域57,除上述的FG用放电路径以外,还能够将经由接地用实布线区域53G、ESD吸收元件等及接地用实布线区域52G引导至框架接地用图案部53P的其他放电路径活用于例如ESD用。
[0089] 另外,即使在控制基板5为多层构造的情况下,由ESD导致的急剧的电流等流入屏蔽层34的网状布线图案,因此优选即使在网状布线图案的形成层以外的层,也不在俯视重叠区域设置布线。
[0090] 将这样的FPC30A如上所述地配置成屏蔽层34与组装壳体16的内表面对置,构成实施方式1的液晶显示装置。
[0091] 关于实施方式1的液晶显示装置,发挥FG用放电作用如下:通过FPC30A,ESD不落在TFT阵列基板23或控制基板5而落在特意在FPC30A上露出(开口)的屏蔽层34的网状布线图案,就这样经由连接器15及控制基板5的框架接地用区域53的接地用实布线区域53G及框架接地用图案部53P逃逸至组装壳体16(与GND连接)。
[0092] 因此,能够可靠地防止构成TFT阵列基板23的液晶驱动电路的器件或构成控制基板5的控制电路的IC等被ESD破坏。另外,通过屏蔽层34保持基准电位,从而在遮蔽来自信号布线即布线L31的EMI放射的同时,防止外来的噪声混入信号布线即布线L31。
[0093] 另一方面,在液晶显示装置存在如下情况:如上所述存在SG(信号用GND),为了防止触电,一般使其与FG为共同电位。但是,若单纯以低阻抗相连,则在壳体发生某些电气问题的情况(也包括上述ESD落下时的电流)下,存在对信号系统造成不良影响的可能性。
[0094] 因此,如上所述,优选在信号接地用图案部52P的垫部P52与信号接地用区域52的垫部P521之间的可连接元件区域56,将ESD吸收元件、电阻、电容器之中至少一个元件介于其间而插入,能够降低对上述信号系统的不良影响。
[0095] 这样,通过使用实施方式1的FPC30A构成液晶显示装置,没有利用特别的FPC或附加带等,就能够以廉价的成本获得考虑了ESD及EMI对策的液晶显示装置。
[0096] (双面FPC的适用)
[0097] 此外,图9中以对于基底膜32仅在一个面(背面)设有布线层31的单面FPC进行了说明,但也能适用于在双面设有布线层的双面FPC。
[0098] 如上所述对ESD或EMI产生影响的部位,如图4所示,是液晶显示装置中离组装壳体(前框架1等)最近的侧面等的内表面部分。另一方面,作为单面FPC的FPC30A具有对TFT阵列基板23与控制基板5之间的信号接线的作用,能接线1对1的直接布线的情况下使用单面FPC,而必须考虑布线的更换或连接器的上下接点等的情况下,使用双面FPC。
[0099] 图12是示出利用双面FPC的构成例的截面图。如该图所示,在FPC30B,在基底膜32的表面上选择性地形成上层布线层311a、屏蔽层34及上层布线层311b。在上层布线层311a、311b上形成上层盖层膜331a、331b。
[0100] 而且,在基底膜32的背面上形成下层布线层312。而且,在下层布线层312上选择性地设有连接器连接用端子35及安装端子36,在未形成这些端子35及36的下层布线层312上设有下层盖层膜332。
[0101] 图13是示意性示出FPC30B的平面构造的平面图。此外,图13是示出从图12的表面侧(屏蔽层34形成面侧)观察的平面图。此外,下层布线层312中的布线与图10中示出的布线L31大致相同因而省略图示。
[0102] 如该图所示,在上层布线层311a、311b,多个上层布线L31U沿FPC30B的长度方向直线状形成,在形成屏蔽层34的部分,将上层布线L31U引导至下层布线层312侧(以虚线示出),在下层布线层312内进行布线。即,多个上层布线L31U在形成屏蔽层34的部分,一部分迂回至下层布线层312而布线。此外,其他构成与图10中示出的构成相同,因此赋予相同标号并省略说明。
[0103] 这样,作为双面FPC的FPC30B,在基底膜32上选择性地设置屏蔽用的限定的区域即屏蔽层34,俯视时上层布线L31U通过屏蔽层34的情况下,以与相反的面的下层布线层312交叉一次的方式进行布线。
[0104] 使用这样的构造的FPC30B,注目于与ESD最容易产生的侧面对应的区域,通过以屏蔽层34与组装壳体的内表面对置的方式配置FPC30B,能够发挥与FPC30A相同的效果。
[0105] 另外,作为屏蔽用区域的屏蔽层34还兼作ESD对策,因此以与在同面的上层布线L31U等在邻接间不会引起放电破坏的方式设置一定的距离而配置。另外为了ESD不会落在上层布线L31U而需要特意诱导至屏蔽层34,因此通常特征为未在屏蔽层34上设置为绝缘而设的盖层,使屏蔽层34的金属部露出。
[0106] 另外,如上所述,图9及图10中示出的单面FPC的FPC30A的情况下,单纯地通过在表面侧形成屏蔽层34,在背面侧形成布线层31能够实现。因此,不像FPC30B那样需要布线(上层布线L31U)的更换等,因此不需要限定屏蔽层34的形成区域,能够简单并且有效地采取对策。另外如上所述,在屏蔽层34上未设有盖层的也同样。
[0107] 此外,屏蔽层34的表面成为裸露的露出状态,因此产生成为绝缘物的锈的问题。因此,出于长期防锈的观点,优选利用屏蔽层34的屏蔽区域进行金覆等具有耐久性的表面处理。特别是金镀覆处理被用于FPC的安装端子36和连接器连接用端子35的处理,因此由于能够以相同工序进行处理,所以能够简单应用,可抑制成本上升。
[0108] (效果等)
[0109] 实施方式1的液晶显示装置中的FPC30(30A、30B),以表面(一个主面)与组装壳体16的内表面(内壁)对置的方式设置,在其表面侧形成与内部布线即布线L31(L31U)电隔离但具有导电性的屏蔽层34,在背面(另一个主面)侧形成设有布线L31的布线层32(312)。而且,特征在于,FPC30的屏蔽层34与在TFT阵列基板23形成的液晶驱动电路保持绝缘关系,并且,经由框架接地用区域53的接地用实布线区域53G与组装壳体16的一部分连接,构成为能实现FG放电作用。
[0110] 实施方式1的液晶显示装置,通过具有上述特征,能够发挥使由ESD在组装壳体16的内表面感应的电荷,经由屏蔽层34、接地用实布线区域53G及框架接地用图案部53P,可靠地释放至实施了GND设定的组装壳体16的外部的上述FG放电作用,能够可靠地防止构成TFT阵列基板23的液晶驱动电路或者控制基板5的控制电路的元件等的由ESD造成的破坏。
[0111] 而且,通过上述FG放电作用,屏蔽层34被设定为一定的基准电位即GND,从而还能够大幅度减轻从组装壳体16的外部对FPC30造成的电磁影响、FPC30对组装壳体16外部造成的电磁影响,因此还能够可靠地防止由EMI造成的不良影响。这样,实施方式1的液晶显示装置能够谋求耐久性的提高。
[0112] 进而,屏蔽层34与TFT面板2侧的上述液晶驱动电路保持绝缘距离ΔL1的绝缘关系,因此能够避免向上述液晶驱动电路的沿面放电等造成的不良影响。
[0113] (网状布线图案)
[0114] 在实施方式1的液晶显示装置中使用的FPC30(30A、30B)的屏蔽层34如上所述以网状布线图案构成。代替该网状布线图案,也可以用将屏蔽层34的全部区域作为导电性区域的GND平面(ベタ)来构成,能够发挥上述的效果。
[0115] 然而,若是简单的平面构成,则与隔着基底膜32对置的布线部(布线L31)之间产生大的寄生电容,使该信号减弱或使信号品质变差。另外平面构成的情况下具有物理性强度,因此屏蔽层34中的弯曲性变差,装入组装时使屏蔽层34不易弯曲从而装配性变差。因此,如上所述,通过利用网状布线图案构成屏蔽层34,使寄生电容减小并且改善折曲性,因而优选。
[0116] 即,实施方式1的液晶显示装置中的FPC30的屏蔽层34,通过具有多个第1屏蔽布线L34a与多个第2屏蔽布线L34b互相相交而成的网状布线图案,能够谋求寄生电容的减轻化及折曲性的提高。
[0117] <实施方式2>
[0118] 实施方式2是使用谋求了FPC30(30A、30B)的屏蔽层34的网状布线图案的改良的改良FPC的液晶显示装置。
[0119] 作为简单地使互相逆方向沿45度倾斜方向设置的第1屏蔽布线L34a、第2屏蔽布线L34b相交的图案,能获得网状布线图案。然而,如上所述,存在若仅简单地获得网状布线图案则产生以下的问题的情况。
[0120] 图14是示意性示出网状布线图案与多个布线L31的重叠关系的平面图。如该图(a)所示,当透视地观察多个布线L31和由第1屏蔽布线L34a、第2屏蔽布线L34b构成的网状布线图案时,在形成网格的交点X3上俯视时相交的布线L31和在交点X3、X3间的屏蔽布线L34a(L34b)部分俯视时相交的布线L31混在一起而存在。因此,由于与屏蔽布线L34俯视时相交的布线L31的部位不同,在布线L31与屏蔽层34的屏蔽布线L34之间形成的寄生电容(的值)不同。简单地该寄生电容大则使波形减弱,因此对构成在控制基板5设置的控制电路的ASIC部51等的驱动能力造成影响。
[0121] 另外,另一方面影像信号或各种控制信号对各个定时有限制,越是要求大画面、高速响应化则这些定时越严格。然而,输出这些影像信号的ASIC部51等通常不能个别地进行定时调整,因此布线间的阻抗的偏差成为显示极限性能上的问题。
[0122] EMI方面也存在反过来波形减弱的话更好的情况,因此在某种程度上,寄生电容增减不会成为问题,但反过来定时调整成为大问题,因此降低上述寄生电容的偏差很重要。
[0123] 图15是示出网状布线图案所导致的寄生电容的图表。网格条件J1如上所述,是产生图14(a)中所示的网状布线图案与布线L31的关系(布线重叠关系)的条件。即,特别是不考虑网状布线图案与布线L31的关系的条件。
[0124] 网格条件J2如图14(b)中所示,是产生多个布线L31一定在第1屏蔽布线L34a、第2屏蔽布线L34b所产生的网格的交点X3俯视时相交的布线重叠关系的条件。
[0125] 网格条件J3如图14(c)中所示,是产生多个布线L31一定在第1屏蔽布线L34a或者第2屏蔽布线L34b的网格的交点X3、X3间的中心点C3俯视时相交的布线重叠关系的条件。
[0126] 如图15所示,网格条件J1中,没有任何考虑地配置网格,因此可知网状布线部和布线L31所构成的直接布线的分别是周期性的图案,以及各布线图案的寄生电容值周期性的较为变动。
[0127] 另一方面,网格条件J2及J3的情况下,寄生电容的绝对值分别稍有增量,但可知电容偏差与没做任何调整时相比大幅度减小。即,能够将网格条件J1的7.4%左右的偏差,减轻至网格条件J2及J3的0.7%以下左右。
[0128] 至于选择网格条件J2或者条件J3的哪一个条件,总电容值小的条件J2基本上较好,但因FPC30(30A、30B)的制作容易性选择哪一个均可。
[0129] 这样,通过实施方式2的液晶显示装置中的FPC30的网状布线图案满足上述的网格条件J2或者网格条件J3,从而屏蔽层34的网状布线图案减轻与在经由基底膜32(基底层)的布线层31形成的布线L31之间产生的寄生电容的偏差,从而能够将对TFT阵列基板23的液晶驱动电路~控制基板5的控制电路中的信号的收发的定时造成的影响抑制在最小限度。
[0130] 图16是示出上述的实施方式(实施方式1、实施方式2)的液晶显示装置所导致的EMI强度的降低效果的图表。该图(a)所示的特别是未设置屏蔽区域的现有构成的情况,可知产生峰值噪声的频率周期性地存在。图16中虽未示出,如现有那样仅有屏蔽层,未与FG相连的情况,在这样的低频区域中也成为同样的结果。
[0131] 相对于此,将根据本发明的实施方式的屏蔽层与FG相连时的结果同样在图16(b)示出。由此可知不产生峰值噪声,EMI强度能够大幅度降低。这样能够降低EMI强度使EMI强度降至小于15dB的基噪声的程度,能够在全频带确保S/N,因此信号波形稳定。因此,与现有技术相比更加能够即使使信号波形减弱也没有问题地进行通信,因此还使更低EMI化或降低驱动能力以使低消耗功率化成为可能。
[0132] 特别是这些低频区域在现有技术中虽然没有成为问题,但对于信号小的医疗用的传感器成为噪声源而使S/N变差,另外对飞机的无线频带造成影响等、在特殊的环境下使用这些器件时成为问题,因此在这些领域特别有效。
[0133] 图17是以表形式示出对组装壳体16直接施加放电时的各元件的破坏结果的说明图。如该图所示,如现有技术,当ESD进入TFT面板2或控制基板5,施加电压成为15kV以上时,破坏这些器件(NG),因此只能通过维护来更换。
[0134] 相对于此,本发明的实施方式(实施方式1、实施方式2)的液晶显示装置中,直接的ESD电流通过FPC30流至FG,因此元件不会被破坏。因此,万一,即使作为液晶显示装置的系统发生冻结,也可以通过切断接通电源进行重启再继续正常工作。这特别是在不能进行维护这样的、装入坚固的壳体的情况下或用于始终工作的液晶显示装置情的况下带来大的优点。
[0135] (其他)
[0136] 此外,上述的实施方式中,举出具有TFT面板2的液晶显示装置为例。即,示出如下构成的液晶显示装置:对作为驱动对象部的液晶部22,通过由在对置电极基板21形成的对置电极、在TFT阵列基板23形成的TFT阵列及驱动器IC23d等构成的液晶驱动电路来驱动。
[0137] 本发明还能够适用于代替TFT面板2而具有触摸面板的液晶显示装置。在该情况下,利用设有输入位置检测用的传感器部及驱动检测该传感器部的状态的感测功能的感测驱动电路的玻璃基板等的触摸面板(传感器玻璃)与TFT面板2对应地设置,上述感测驱动电路与在相当于控制基板5的基板形成的感测驱动电路用的控制电路经由FPC电连接。此时,也可以是触摸面板兼具液晶显示功能的构成。
[0138] 图18是将具有触摸面板的液晶显示装置的主要构成部分离而示出的说明图。图19是具有装入组装壳体内的触摸面板的液晶显示装置的截面图。
[0139] 如这些图所示,作为传感器系统部分的触摸面板102、LCD模块104及TP(触摸面板)控制基板105,包括表面保护用膜101及屏蔽金属106,装入由前框架及后框架等构成的组装壳体116内,成为完成品的液晶显示装置。具有这样的触摸面板102的液晶显示装置中,也可以将FPC103用于与触摸面板102、TP控制基板105的连接用。
[0140] 触摸面板102具有作为驱动对象部的输入位置检测用的传感器部(未图示)及实现检测上述传感器部的状态的感测功能的感测驱动电路(未图示)。另一方面,TP控制基板105具有上述感测驱动电路用的控制电路(未图示)。
[0141] 如图19所示,在LCD模块104的表面上设有触摸面板102。例如通过将双面胶带贴附在LCD模块104的表面的周边框架部分上,贴合于对应的触摸面板102的背面的周边部分等来进行触摸面板102向LCD模块104上的固定。另外,也可以使用液体或固体状的密封树脂将触摸面板102与LCD模块104固定。
[0142] 另外,在LCD模块104的背面上设有TP控制基板105,在TP控制基板105的表面(一个主面)上选择性地设有与内部的上述控制电路电连接的连接器115。即,以触摸面板102的背面(另一个主面)与TP控制基板105的背面(另一个主面)互相对置的位置关系容纳于组装壳体116。而且,屏蔽金属106覆盖包括连接器115的TP控制基板105的上方而固定于TP控制基板105。屏蔽金属106向TP控制基板105的固定可用固定用螺钉107。
[0143] 在触摸面板102的表面(一个主面)上形成表面保护用膜101。表面保护用膜101通常背面整个面涂敷有贴合用的粘着剂,因此能够将表面保护用膜101的背面贴附在触摸面板102的表面上。作为表面保护用膜101,可按照用途使用表面保护膜、飞散防止膜、防污膜、偏光膜等的功能性膜。另外,也可以代替表面保护用膜101使用盖玻璃或盖树脂而非上述的功能性膜。此外,在使用盖玻璃的情况下,与触摸面板102向LCD模块104上的固定同样,通过使用贴附于触摸面板102的表面的周边区域的双面胶带或者液体或固体状的密封树脂等,能够将盖玻璃等安装在触摸面板102上。
[0144] 而且,通过将设在FPC103的两端部分的第1及第2连接部(未图示)之中第1连接部与触摸面板102的上述感测驱动电路电连接,将第2连接部与在TP控制基板105的表面上形成的连接器115(电连接部)连接,从而将在触摸面板102形成的上述感测驱动电路与在TP控制基板105形成的上述控制电路电连接。因此,为了能够根据经由FPC103的内部布线从上述控制电路赋予的控制信号来控制上述感测驱动电路,将触摸面板102、TP控制基板105间连接。
[0145] 而且,由组装壳体116将上述的触摸面板102、TP控制基板105及FPC103容纳于内部。在图19中示出的例中,由组装壳体116覆盖传感器系统部分的上表面的一部分、侧面部及下表面。另外,表面保护用膜101的大部分露出。
[0146] 如图19所示,组装壳体116的内表面(内壁部,图19所示的右侧的侧部的内表面)与FPC103的表面(一个主面,图19所示的右侧的面)具有间隙而对置。
[0147] 此外,在组装壳体116内除图18中示出的构成部以外还存在其他基板或机构,但为了说明的便利,省略图示。
[0148] 图19所示的构造中,使LCD模块104的左方端部与组装壳体116的侧面内部接触。理想情况下组装壳体116以金属构成,通过上述接触能够实现组装壳体116的接地部与在LCD模块104形成的框架接地的接地间电连接。当然,也可以以其他固定方法来实现上述接地间电连接。
[0149] 另一方面,在组装壳体116为非导电性树脂的情况下,内部的传感器系统部分成为从组装壳体116电浮动的状态,具有触摸面板的液晶显示装置,与图1~图8中示出的具有TFT面板2的现有的液晶显示装置同样,成为没有实施EMI及ESD对策的电子设备。
[0150] 因此,在如图18及图19中示出的具有触摸面板的液晶显示装置中,使用实施方式1及实施方式2所述的FPC30(30A、30B)也能够发挥同样的效果。
[0151] 即,作为图18及图19中示出的FPC103,设置FPC30,以在表面侧形成的屏蔽层34与组装壳体116的内表面(图19的组装壳体116的侧面内部)对置的方式配置而使用。而且,FPC30的屏蔽层34与在触摸面板102形成的上述感测驱动电路保持绝缘关系,并且,经由在TP控制基板105的上述控制电路设置的接地用实布线区域与组装壳体116的一部分连接,构成为可实现FG放电作用,从而在具有触摸面板102的液晶显示装置,也能够发挥与具有TFT面板2的液晶显示装置同样的效果。
[0152] 另外,代替触摸面板也可以是扫描仪光学传感器等,即,只要是具有能检测传感器部等的驱动对象部的状态的驱动电路的第1基板(触摸面板,相当于玻璃基板),与搭载有赋予上述驱动电路用的控制信号的控制电路的第2基板经由本实施方式的FPC30而连接,容纳于组装壳体内的电子设备,就能够应用本发明,达成同样的效果。
[0153] 此外,本发明在其发明的范围内,能将各实施方式自由组合,或将各实施方式适当变形、省略。
[0154] [附图标记说明]
[0155] 1前框架,2 TFT面板,3、30A、30B、103 FPC,4 背光源模块,5、105 控制基板,23 TFT阵列基板,31 布线层,32 基底膜,33 盖层膜,34 屏蔽层,35 连接器连接用端子,36 安装端子,52 信号接地用区域,52P 信号接地用图案部,53 框架接地用区域,53P 框架接地用图案部,102 触摸面板,311a、311b 上层布线层,312 下层布线层,331a、331b 上层盖层膜,332 下层盖层膜,L31 布线,L34D 虚设PAD部,L34P 屏蔽用PAD部。
QQ群二维码
意见反馈