DE3784271T2

DE3784271T2 - Flache display-anzeigetafel.

Info

Publication number: DE3784271T2
Application number: DE8787304781T
Authority: DE
Inventors: Hisao Kawaguchi; Shigeo Nakabu; Hiroshi Nakatani
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1986-05-30
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1993-07-29
Anticipated expiration: 2007-05-30
Also published as: DE3784271D1; JPS62280889A; JPH0427551B2; EP0247893A3; CA1282854C; US4862153A; EP0247893A2; EP0247893B1

Description

Die Erfindung betrifft eine flache Anzeigetafel für den Einsatz in einer dünnen Anzeigevorrichtung, z. B. in einem Flüssigkristall-Farbfernseher.
Unser Informationszeitalter erfordert schnellen und genauen Zugriff auf verschiedene Informationen. Als vielversprechendes Mittel zu diesem Zweck hat eine persönliche Informations-Anzeigevorrichtung Aufmerksamkeit auf sich gezogen. Für den persönlichen Gebrauch werden dünne und kleine Informationsanzeigevorrichtungen gefordert, die mit Niederspannung arbeiten und wenig Energie verbrauchen. Eine Flüssigkristall- Matrixanzeigetafel entspricht diesen Anforderungen bis zu einem gewissen Grade. Forschung und Entwicklung der Flüssigkristall-Matrixanzeigetafel werden derzeit auf verschiedenen industriellen Gebieten betrieben, wobei das Ziel insbesondere auf einen Flüssigkristall-Farbfernseher gerichtet ist.
Es existieren zwei Arten von Matrix-Anzeigetafeln für einen Flüssigkristall-Farbfernseher: Solche mit aktiver Matrix und solche mit einfacher Matrix. Die aktive Matrix-Anzeigetafel besitzt mehrere Signalelektroden und mehrere Abtastelektroden, die in einer Matrix angeordnet sind, wobei jeweils am Schnittpunkt der Elektroden ein Schalttransistor und eine Flüssigkristall-Treiberelektrode angeordnet sind, die ein Bildelement bilden. Die Schalttransistoren, die durch externe Signale gesteuert werden, wählen die erforderlichen Bildelemente aus und bewirken dadurch die Anzeige eines Bildes. Die Spannung an den einzelnen Flüssigkristall-Treiberelektroden wird statistisch an den Flüssigkristall angelegt. Im Gegensatz hierzu umfaßt die einfache Matrix-Anzeigetafel zwei Glassubstrate, von denen das eine mehrere Signalelektroden und das andere mehrere Abtastelektroden enthält. Die beiden Substrate sind übereinander gelegt, so daß Signalelektroden und Abtastelektroden in einer Matrix angeordnet sind. Die an den einzelnen Kreuzungspunkten der Elektroden liegenden Bildelemente werden dynamisch angesteuert. Bei beiden Arten von Matrix-Anzeigetafeln erstrecken sich die Signalelektroden und die Abtastelektroden von dem Bildelementebereich nach außen und sind jeweils mit den Ausgängen von integrierten Schaltungen großer Integrationsdichte verbunden. Ein Farbfilter ist für die Anzeigetafel unerläßlich.
Darüberhinaus muß die Anzeigetafel lichtdurchlässig sein und benötigt eine Lichtquelle z. B. eine Fluoreszenzlampe. Als typische aktive Flüssigkristall-Matrix-Farbanzeigetafel wird im folgenden das herkömmliche Flüssigkristall-Anzeigemodul beschrieben, das ein Substrat enthält, auf dem LSI's (integrierte Schaltungen hoher Integrationsdichte) zur Ansteuerung der Matrix montiert sind.
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für diesen herkömmlichen Flüssigkeits-Anzeigemodul. In dem Randbereich 13 des Bildelementbereichs 12 einer Flüssigkristall-Anzeigetafel 11 befindet sich ein Verdrahtungsbereich, auf dem Verteilerelektroden ausgebildet sind, so daß die Flüssigkristall-Treiber LSI's 15 direkt auf der Anzeigetafel 11 montiert sein können. Eingangs- und Ausgangsleitungen sind mit den Anschlußflächen (Pads) 16 der LSI's 15 entweder durch Drahtbonden, Filmbonden oder Flip-Chip-Bonden verbunden.
Bei einem in dieser Weise aufgebauten Flüssigkristall-Anzeigemodul befinden sich der Verdrahtungsbereich und der Bereich für die LSI-Montage im Randbereich 13 des Bildelementbereichs der Flüssigkristall-Anzeigetafel 11. Zusätzlich muß auf der Tafel 11 ein weiterer Bereich 19 für die Verbindung mit einer externen Schaltung vorgesehen sein, die Signale an die LSI's 15 liefert. Dadurch wird die Fläche der Anzeigetafel 11 im Vergleich zu derjenigen des Bildelementbereichs 12 vergleichsweise groß. Insbesondere wenn Anzeigetafeln dieses Typs in einer tragbaren Anzeigevorrichtung mit einem 2- oder 3-Zoll-Bildschirm verwendet wird, ist die Fläche, die von dem Verdrahtungsbereich, dem Montagebereich für die LSI's und dem Bereich für die externe Schaltungsverbindung benötigt wird, im Vergleich zur eigentlichen Bildschirmgröße offensichtlich sehr groß. Je größer die einzelnen Anzeigetafel sind, um so kleiner die Zahl von Anzeigetafeln, die sich aus einer Glassubstratplatte gegebener Größe herstellen lassen. Dies führt zu einem Kostenanstieg. Außerdem müssen für den Fall, daß viele LSI's vorgesehen sind, die Eingangssignalleitungen Mehrlagenverbindungen aufweisen, um eine einfachere Struktur und eine kleinere Fläche für den Bereich zur Verbindung der Eingangssignalleitungen der LSI's mit der externen Schaltung zu erreichen. Diese Maßnahme führt jedoch zu einer geringeren Ausbeute für die Flüssigkristall-Anzeigemodule.
Um diese Nachteile zu beseitigen, wurde vorgeschlagen, ein flexibles Substrat vorzusehen, auf dem die Flüssigkristall-Treiber-LSI's montiert sind und das durch Löten oder mit Hilfe thermoplastischer anisotroper leitfähiger Folien oder mit Hilfe von Verbindern aus anisotropem leitfähigem Gummi mit einer Flüssigkristall-Anzeigetafel verbunden ist. Diese vorgeschlagene Konstruktion wird im folgenden im Detail beschrieben.
Fig. 2 zeigt eine Draufsicht eines zweiten Beispiels für eine herkömmliche Flüssigkristall-Matrix-Anzeigetafel. Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X' von Fig. 2. Ein flexibles Substrat 22 mit Flüssigkristall-Treiber-LSI's 21 ist in einer geeigneten Position relativ zu den Elektroden einer Flüssigkristall-Anzeigetafel 23 angeordnet und mit dieser durch Löten verbunden. Der andere Endbereich des flexiblen Substrats 22 ist durch Löten mit einer doppelseitigen rahmenförmigen gedruckten Schaltungsplatte 24 verbunden, auf der Eingangssignalleitungen (gemeinsame Verdrahtung) aufgedruckt sind.
Da die LSI's 21 auf dem flexiblen Substrat 22 montiert sind, kann die Flüssigkristall- Anzeigetafel 23 genügend groß sein, um darauf einen Bildelementbereich 25 und einen Anschlußrand 26 für die Verbindung mit dem flexiblen Substrat 22 unterzubringen. Die Flüssigkristall-Anzeigetafel 23 kann deshalb klein ausgeführt sein, was zu einer Kostenverringerung führt. Da jedoch die gedruckte Schaltungsplatte 24 in derselben Ebene angeordnet ist, wie die Flüssigkristall-Anzeigetafel 23, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, wächst die Gesamtgröße der Einheit mit der Bildschirmgröße, was für tragbare Anzeigevorrichtungen eine unangenehme Beschränkung darstellt. Außerdem muß die gedruckte Schaltungsplatte 24 größer sein, wenn auf ihr Chip-Komponenten und -Steuerungen montiert werden sollen, die abgeschirmt sein müssen, wie dies bei LSI's der Fall ist. Weiterhin bestehen spürbare Einschränkungen für die zu montierenden Komponenten.
In "2320 Proceedings of SID", 23 (1982) Nr. 1, Seiten 3-8, ist eine Anzeigetafel beschrieben, bei der die vertikalen und horizontalen Elektroden des LCD-Panels mit den Treiberschaltungen usw. über einen Verbinder für flexible gedruckte Schaltungen verbunden sind.
Es ist dementsprechend ein Ziel der Erfindung, zumindest einen Teil der vorangehend beschriebenen Probleme zu verringern.
Weitere Ziele und ein weiterer Anwendungszweck der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden detaillierten Beschreibung. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung angeben und ausschließlich zur Erläuterung dienen, da die detaillierte Beschreibung dem einschlägigen Fachmann zahlreiche Änderungen und Modifizierungen ermöglicht, die im Schutzbereich der Erfindung liegen.
Gemäß vorliegender Erfindung ist eine Anzeigevorrichtung vorgesehen mit
einer Anzeigetafel mit einem Anzeigebereich und einem zwischen einer Kante des Anzeigebereichs und einer Kante der Anzeigetafel liegenden Verbindungsbereich und
einem flexiblen Substrat, das eine Anzeigetreiberschaltung trägt und in dem Verbindungsbereich mit der Anzeigetafel verbunden ist und von der genannten Kante der Anzeigetafel nach außen ragt,
die dadurch gekennzeichnet ist,
daß die Anzeigevorrichtung ferner aufweist:
einen ersten Rahmen, der außerhalb der Kante der Anzeigetafel angeordnet ist sowie
einen zweiten Rahmen, der unterhalb des ersten Rahmens angeordnet ist, daß das flexible Substrat längs eines außerhalb der genannten Kante der Anzeigetafel gebildeten äußeren Falzes doppelt gefaltet ist, so daß ein Teil des flexiblen Substrats sich von diesem äußeren Falz in Richtung auf den Anzeigebereich nach innen erstreckt,
daß der äußere Falz um eine Außenkante des ersten Rahmens gebildet ist,
daß der genannte Teil des flexiblen Substrats zwischen der Unterseite des ersten Rahmens und der Oberseite des zweiten Rahmens angeordnet ist,
daß das flexible Substrat außerdem längs eines innerhalb des äußeren Falzes gebildeten inneren Falzes doppelt gefaltet ist, so daß weiterer ein Teil des flexiblen Substrats sich von dem inneren Falz nach außen erstreckt, so daß das flexible Substrat ein im wesentlichen S-förmiges Querschnittsprofil besitzt.
Da das flexible Substrat längs des oberen und unteren Rahmens mit S-förmigen Querschnitt gefaltet und in der Nähe des Bildelementbereichs montiert ist, läßt sich eine Mehrlagenkonstruktion einsetzen, auf der außerhalb des Bildelementbereichs ein Verdrahtungsbereich ein Bereich für die LSI-Montage und ein Bereich für die externe Schaltungsverdrahtung angeordnet sind. Deshalb führt eine Vergrößerung der Bildschirmgröße zwar zu einer Vergrößerung der Gesamtgröße der Einheit, wobei das Verhältnis dieser Vergrößerung jedoch kleiner ist als bei herkömmlichen Anzeigetafeln. Außerdem ist die Höhenbeschränkung für die auf der gedruckten Schaltungsplatte montierten Komponenten weniger zwingend. Deshalb läßt sich die flache Anzeigetafel insgesamt verkleinern und mit niedrigerem Kostenaufwand herstellen. Aufgrund der Tatsache, daß die Chip-Komponenten auf der gedruckten Schaltungsplatte in jeder gewünschten Position in Längs- oder Seitenrichtung des Bildelementbereichs montiert werden können, läßt sich die vorliegende Erfindung darüberhinaus leicht sowohl für vertikale als auch für horizontale Anzeigevorrichtungen einsetzen.
Zum besseren Verständnis sei die Erfindung im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, die nur zur Veranschaulichung dienen und keine Einschränkung der vorliegenden Erfindung beinhalten, näher erläutert:
Fig. 1 zeigt ein Beispiel für eine herkömmliche flache Anzeigetafel in einer Draufsicht,
Fig. 2 zeigt ein weiteres Beispiel für eine herkömmliche flache Anzeigetafel in einer Draufsicht,
Fig. 3 zeigt einen Schnitt längs der Linie X-X' von Fig. 2,
Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der flachen Anzeigetafel gemäß der vorliegenden Erfindung in einer Draufsicht,
Fig. 5 zeigt einen Schnitt längs der Linie II-II' von Fig. 2.
Bei einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung ist in der Nähe eines Bildelementbereichs 5 ein flexibles Substrat 2 angeordnet, auf dem ein Flüssigkristall- Treiber-LSI 1 montiert ist. Das flexible Substrat 2 ist längs eines oberen und unteren Rahmens 3 bzw. 4 so gefaltet, daß ein Teil 2a des flexiblen Substrats 2 zwischen dem oberen Rahmen 3 und dem unteren Rahmen 4 liegt. Mit anderen Worten, das flexible Substrat 2 besitzt wie in Fig. 5 dargestellt, einen S-förmigen Querschnitt. Die so gebildete Struktur, die aus dem flexiblen Substrat 2 und den Rahmen 3 und 4 besteht, grenzt an alle vier Seiten des Bildelementbereichs 5 einer Flüssigkristall-Anzeigetafel 6 an. Zwischen dem Rahmen 3 und der Anzeigetafel 5 ist ein Abstand "d" vorgesehen.
Die flache Anzeigetafel gemäß vorliegender Erfindung wird nach folgendem Verfahren hergestellt: Ein Endbereich 2b des flexiblen Substrats 2 wird mit der Flüssigkristall- Anzeigetafel 6 durch Löten oder mit einer thermoplastischen anisotropen leitfähigen Folie oder einem Verbinder aus anisotropem leitfähigem Gummi verbunden. Wenn das so ausgebildete Anzeigemodul (das die mit dem flexiblen Substrat 2 verbundene Anzeigetafel 6 umfaßt) in den oberen Rahmen 3 eingesetzt ist, wird das flexible Substrat 2 längs der rechten Seite und der Bodenfläche des oberen Rahmens 3 gefaltet, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Der untere Rahmen 4, der einstückig mit einer gedruckten Schaltungsplatte 7 ausgebildet ist, wird an dem oberen Rahmen 3 mit Hilfe von durch den Bereich 2a des flexiblen Substrats 2 verlaufenden Schrauben befestigt. Das flexible Substrat 2 wird dann längs der linken Seite und der Bodenfläche des unteren Rahmens 4 gefaltet, wie dies in Fig. 5 dargestellt ist. Der andere Endbereich 2c des flexiblen Substrats 2 wird mit der gedruckten Schaltungsplatte 7 durch Löten oder mit einer thermoplastischen anisotropen leitfähigen Folie oder einem Verbinder aus anisotropem leitfähigem Gummi verbunden. Zuvor werden auf der gedruckten Schaltungsplatte 7 (nicht dargestellte) Eingangsleitungen und eine Steuerungskomponente montiert.
Die mit dem gefalteten flexiblen Substrat 2 verbundene gedruckte Schaltungsplatte 7 ragt (bezogen auf Fig. 5) nach rechts über das flexible Substrat 2 hinaus. Die Steuerungskomponente 8 ist in dem vorstehenden Teil 7a der gedruckten Schaltungsplatte 7 montiert.
Gemäß vorliegender Erfindung beträgt der Abstand "P" zwischen der Oberseite der gedruckten Schaltungsplatte 7 und der Oberseite der Flüssigkristall-Anzeigetafel 6 etwa 3mm und ist damit genügend groß, um die Höhe der auf der gedruckten Schaltungsplatte 7 zu montierenden Chip-Komponenten aufzunehmen, so daß praktisch keine Höhenbeschränkung für die Chip-Komponenten besteht. Falls als flexibles Substrat 2 ein breiter bandförmiger Träger verwendet wird, auf dem ein LSI 1 durch Innenleiterbonding montiert ist, kann der Montageprozeß zur Herstellung der Vorrichtung entfallen, und es ist keine zusätzliche Verdrahtung für das Substrat erforderlich, was zu einer Kostenverringerung führt.
Wie oben erwähnt wurde, ist das entlang der Rahmen 3 und 4 S-förmig gefaltete flexible Substrat 2 in der Nähe aller vier Seiten des Bildelementbereichs 5 der Flüssigkristall-Anzeigetafel 6 montiert, und die bedruckte Schaltungsplatte 7 kann in Abhängigkeit von der Form der Anzeigevorrichtung, auf die die vorliegende Erfindung angewendet wird, in jeder gewünschten Richtung über das flexible Substrat 2 hinausragen, entweder nach rechts, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist, oder nach links, nach oben oder nach unten. Speziell für eine vertikale Anzeigevorrichtung im Taschenformat ragt die gedruckte Schaltungsplatte beispielsweise nach oben, nach unten, oder in beiden Richtungen hervor, so daß die Steuerungs-Komponente 8 auf dem vertikal hervorstehenden Teil montiert werden kann, um so eine Verringerung der seitlichen Abmessungen zu erreichen. Für eine horizontale Bauart hingegen ragt die gedruckte Schaltungsplatte 7 nach rechts, nach links oder in beiden Richtungen hervor, so daß die Steuerungs-Komponente 8 auf dem seitlich vorstehenden Teil montiert werden kann, um die vertikale Abmessung zu verkleinern.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel der Erfindung ist die Treiber-LSI 1 unter der Flüssigkristall-Anzeigetafel 6 angeordnet, um die Anzeigevorrichtung kleiner zu gestalten. Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel wird die Erfindung auf eine aktive Flüssigkristall-Matrix-Anzeigetafel angewendet. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung allgemein auf flache Anzeigetafeln, einschließlich einer Elektroluminiszenz-Anzeigevorrichtung, anwendbar ist.
Obwohl die Erfindung anhand eines speziellen Ausführungsbeispiels beschrieben wurde, läßt sie sich offensichtlich vielfältig variieren, ohne daß damit der Schutzumfang der Erfindung verlassen wird. Alle einschlägigen Modifizierungen fallen unter den durch die folgenden Ansprüche gegebenen Schutzumfang.

Claims

1. Anzeigevorrichtung mit

einer Anzeigetafel (6) mit einem Anzeigebereich (5) und einem zwischen einer Kante des Anzeigebereichs und einer Kante der Anzeigetafel liegenden Verbindungsbereich und

einem flexiblen Substrat (2), das eine Anzeigetreiberschaltung (1) trägt und in dem Verbindungsbereich mit der Anzeigetafel verbunden ist und von der genannten Kante der Anzeigetafel nach außen ragt, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigevorrichtung ferner aufweist:

einen ersten Rahmen (3), der außerhalb der Kante der Anzeigetafel angeordnet ist sowie einen zweiten Rahmen (4), der unterhalb des ersten Rahmens angeordnet ist,

daß das flexible Substrat längs eines außerhalb der genannten Kante der Anzeigetafel gebildeten äußeren Falzes (2e) doppelt gefaltet ist, so daß ein Teil (2a) des flexiblen Substrats sich von diesem äußeren Falz (2e) in Richtung auf den Anzeigebereich nach innen erstreckt,

daß der äußere Falz um eine Außenkante des ersten Rahmens gebildet ist,

daß der genannte Teil (2a) des flexiblen Substrats zwischen der Unterseite des ersten Rahmens und der Oberseite des zweiten Rahmens angeordnet ist,

daß das flexible Substrat außerdem längs eines innerhalb des äußeren Falzes gebildeten inneren Falzes (2f) doppelt gefaltet ist, so daß weiterer ein Teil (2c) des flexiblen Substrats sich von dem inneren Falz (2f) nach außen erstreckt, so daß das flexible Substrat ein im wesentlichen S-förmiges Querschnittsprofil besitzt.

2. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der weitere Teil (2c) des flexiblen Substrats mit einer PC-Schaltungsplatte verbunden ist, von der ein Teil (7a), der außerhalb des äußeren Falzes liegt, weitere Schaltungsteile (8) trägt.

3. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das flexible Substrat (2) einen breiten Bandträger umfaßt.

4. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigetreiberschaltung (1) auf dem flexiblen Substrat (2) in einem Bereich zwischen dem ersten und dem zweiten Rahmen angeordnet ist.

5. Anzeigevorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Rahmen (4) eine Ausnehmung zur Unterbringung der Anzeigetreiberschaltung (1) aufweist.

6. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigetreiberschaltung (1) eine LSI-Schaltung enthält.

7. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigetafel (6) eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung enthält.

8. Anzeigevorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Anzeigetafel (6) eine Elektroluminiszenz-Anzeigevorrichtung enthält.