JP2008275803A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】部品の増加や追加の工程を要することなく、放熱効果の高い放熱構造を備えた画像表示装置を提供する。
【解決手段】表示パネルにドライバチップ３を実装するＣＯＦフィルム３０に大面積の金属箔１１を形成し、該ドライバチップ３の発熱を金属箔１１に導いて放熱させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像表示装置にかかり、特に温度上昇によるドライバの誤動作を抑制した平板型の画像表示装置に関する。

平板型の画像表示装置として液晶表示装置やプラズマ表示装置、あるいは有機ＥＬ表示装置が広く知られている。この他も様々な表示方式が実用化あるいは実用化研究段階にある。これらの画像表示装置の駆動について、液晶表示装置を例として説明する。一般に、液晶表示装置は、液晶表示パネル（以下、液晶パネルあるいは単にパネルとも称する）に表示制御回路などの回路基板およびバックライトやその電源回路基板を組み込んだ液晶表示モジュールと、この液晶表示モジュールを収納する筐体で構成される。液晶パネルはガラスを基本とする絶縁性の二枚の基板の間に多数の画素アレイからなる表示領域を形成するための液晶を封入してなる。広く採用されているアクティブ・マトリクス型の液晶パネルの典型例では、その一方の基板に画素回路を構成する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や各種の配線を有し、他方の基板にはカラーフィルタや共通電極（所謂、ＴＮ型）、あるいはカラーフィルタ（所謂、ＩＰＳ型）が設けられている。そして、この液晶パネルを構成する基板の周囲には、画素に表示信号を供給するためのソースドライバ、画素アレイを走査するゲートドライバが実装される。

近年の画像表示装置の高精細化、超高精細化に伴い、パネルに有する多数の画素に表示信号を供給するための駆動周波数の上昇によりソースドライバの自己発熱は無視できないほどに大きくなる。画像表示装置によっては、そのパネルの前面にアクリル板を設置する等、前面密閉構造を採用するものもあり、パネル自身の発熱が増大し、液晶表示装置ではそのバックライトからの放熱等でパネルの環境温度が高くなって、ソースドライバの温度は使用限界を超える可能性がある。なお、ソースドライバに限らず、パネルのドライバの放熱対策は急務となっている。

このような放熱対策に関連する従来技術を開示したものとしては、特許文献１、特許文献２を挙げることができる。特許文献１は、配線パターンが形成されたフレキシブルプリント配線板（ＦＰＣ）に搭載したＩＣチップの背面（ＦＰＣと反対側の面）にアルミニウム板等の放熱体を接着したＩＣチップの放熱構造を開示する。また、特許文献２は、放熱用導体パターンを介してドライバを搭載したＦＰＣをパネルの基板に固定したＩＣチップの放熱構造を開示する。
特許第３６５６４５５号公報 特開２０００−２６８７３５号公報

特許文献１に開示の放熱構造では、アルミニウム板等の放熱部材をＩＣチップの背面への接着するものであるため、新たな部品の増加と接着のための組み立て工程を必要とするため、構造の複雑化とコスト増加を招く。また、特許文献２に開示の放熱構造では、テープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）に搭載したＩＣチップを、パターンの基板に設けた金属薄膜からなる導体パターンにＡｇペーストなどの熱伝導性の高い接着剤で密着固定するものであるため、導体パターンの形成工程、接着工程を要し、これもまた構造の複雑化とコスト増加を招く。

本発明の目的は、部品の増加や追加の工程を要することなく、放熱効果の高い放熱構造を備えた画像表示装置を提供することにある。

通常、高精細パネル用のソースドライバはＣＯＦ（Ｃｈｉｐ・Ｏｎ・Ｆｉｌｍ）実装構造がとられる場合が多い。これは、発熱体であるドライバチップ（ＩＣチップ）とパネル基板との間の熱的遮蔽、微細配線（約５０μmＬ／S)及び部品コストの最小化を実現するためである。一般に、コスト最小化のために、ＣＯＦにはフィルム片面に銅箔を形成した単層フィルムが使用されている。本発明では、放熱手段として、このような単層フィルムを用い、その導体のパターンを工夫することで低コスト、かつ高効率の放熱構造を実現する。また、単層フィルムでは放熱効果が不足する場合は２層フィルムを用いる。

従来から使用されているＣＯＦフィルムのみを使用する構造であるため、コスト増加なしに高い放熱効果が得られる。発熱体の放熱は、放射、対流、伝導で行われる。従来技術では、放熱シートを低温のフレーム（モジュールを構成するフレーム）と接続させることによる伝導＋放射による冷却効果を狙ったものであるが、本発明はＩＣチップ（ドライバ）の発熱をＣＯＦフィルムに形成した大面積の金属箔に導くことで、金属箔の放射による高い冷却効果が実現される。

以下、本発明の最良の実施形態につき、実施例の図面を参照して詳細に説明する。

図1は、本発明にかかる画像表示装置を液晶表示装置に適用した実施例１の要部を説明する展開斜視図である。この液晶表示装置は、液晶パネル１とバックライト５および表示制御回路基板２２で液晶モジュールを構成する。なお、液晶パネル１を構成する基板の中央大部分は表示領域ＡＲであり、その周辺の一辺（図１に向かって上側長辺）にソースドライバ３を搭載したプリントフィルム２からなる単層ＣＯＦ３０が複数取り付けられている。また、周辺の他の辺（同右側短辺）にゲートドライバ４を搭載したプリントフィルム２からなる単層ＣＯＦ３０が複数取り付けられている。

液晶パネル１の裏側にはバックライト５が配置され、このバックライト５の背面に表示制御回路基板２２が配置されている。液晶パネル１の上側長辺に一端を取り付けたソースドライバ３を搭載した単層ＣＯＦ３０の他端はプリント基板２０に接続され、右側短辺に一端を取り付けたゲートドライバ４を搭載した単層ＣＯＦ３０の他端はプリント基板２３に接続される。プリント基板２０とプリント基板２３はＦＰＣ２１で表示制御回路基板２２に接続されている。

図２は、本発明にかかる画像表示装置の実施例１を説明する図である。実施例１では、液晶パネルへのドライバの実装に単層ＣＯＦ３０を用いた。図２の（ａ）は単層ＣＯＦ３０の平面図、図２の（ｂ）は図２の（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図、図２の（ｃ）は図２の（ａ）のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。なお、図１では、単層ＣＯＦ３０のＹ−Ｙ’方向のサイズが図２よりも長く示されているが、この長さや他の部分のサイズは液晶パネルの仕様に応じて任意なものである。また、図２は、図１のソースドライバ実装用の単層ＣＯＦの構造を示すが、ゲートドライバ実装用の単層ＣＯＦも基本構造では同様である。

図２において、ソースドライバ３を搭載した単層ＣＯＦ３０は、ベースフィルム１２の一面（上面）に入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂがパターニングされている。これら入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂは、本実施例では銅箔である。入力側信号配線１０Ａは図１のプリント基板２０に接続し、出力側信号配線１０Ｂはパネル１の表示領域ＡＲから周縁に延びるソース配線引き出し線に接続する。ソースドライバ３の表面には、入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂとにそれぞれ対応して金を好適とするバンプ（入力側バンプ６Ａ、出力側バンプ６Ｂ）を有し、これらのバンプを入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂとに接続している。この接続部分の構成は図示を省略した。

そして、ベースフィルム１２のＸ−Ｘ’方向で、ソースドライバ３の両側には入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂと同層に、同じく銅箔で形成した放熱金属箔１１が設けられている。ソースドライバ３の表面には、前記入力側バンプ６Ａと出力側バンプ６Ｂとは別に、ダミーバンプ７が設けられており、このダミーバンプ７が放熱金属箔１１に接続している。

入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂはソースドライバ３の表面に設けた前記入力側バンプ６Ａと出力側バンプ６Ｂと接続する端部（ドライバの表面に対応する部分）は露出させたソルダレジスト８で覆われている。ソースドライバ３をプリントフィルム２の入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂおよび放熱金属箔１１に接続した後、ソースドライバ３のチップ基部に樹脂９を塗布して封止する。

図３は、ソースドライバの表面に形成されるバンプの配置例を説明する模式図である。この図は図２の紙面を裏側から見た図に相当する。ソースドライバ３の表面（プリントフィルム２と対向する面）の上下の長辺に沿って、入力側バンプ６Ａと出力側バンプ６Ｂが形成され、左右の短辺に沿ってダミーバンプ７が形成されている。ダミーバンプ７は各短辺に2個ずつ設けたものとして示したがこれに限るものではなく、１個あるいは３個以上でよく、仮想線で示す放熱金属箔１１との接触面積が大であるほどチップの発熱を放熱金属箔１１に効率よく伝達できる。

実施例１により、ソースドライバ３で発生した熱を効率よく放熱金属箔１１に伝わり、放熱金属箔１１から放熱されるため、ソースドライバ３自身の温度上昇が抑制される。従来から使用されているＣＯＦフィルムのみを使用する構造であるため、コスト増加なしに高い放熱効果が得られる。

図４は、本発明にかかる画像表示装置の実施例２を説明する図である。実施例２では、液晶パネルへのドライバの実装に２層ＣＯＦ４０を用いた。図４の（ａ）は２層ＣＯＦ４０の平面図、図４の（ｂ）は図４の（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図、図４の（ｃ）は図４の（ａ）のＹ−Ｙ’線に沿った断面図である。なお、図４でも、２層ＣＯＦ４０のＹ−Ｙ’方向のサイズが図１と異なるが、実施例１と同様に、この長さや他の部分のサイズは液晶パネルの仕様に応じて任意である。また、図４は、図１のソースドライバ実装用の２層ＣＯＦの構造を示すが、ゲートドライバ実装用として同様の２層ＣＯＦを使用できるが、ゲートドライバの発熱はソースドライバに比べて大きくないので、実施例１と同じ単層ＣＯＦとしてもよい。

図４において、ソースドライバ３を搭載した２層ＣＯＦ４０は、ベースフィルム１２の一面（上面）に入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂがパターニングされている。これら入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂは、本実施例では銅箔である。入力側信号配線１０Ａは図１のプリント基板２０に接続し、出力側信号配線１０Ｂはパネル１の表示領域ＡＲから周縁に延びるソース配線引き出し線に接続する。ソースドライバ３の表面には、前記図３と同様に入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂとにそれぞれ対応して金を好適とするバンプ（入力側バンプ６Ａ、出力側バンプ６Ｂ）を有し、これらのバンプを入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂとに接続している。この接続部分の構成は図示を省略した。

そして、ベースフィルム１２のＸ−Ｘ’方向で、ソースドライバ３の両側には入力側信号配線１０Ａと出力側信号配線１０Ｂと同層に、同じく銅箔で形成した放熱金属箔１１が設けられている。ソースドライバ３の表面には、前記入力側バンプ６Ａと出力側バンプ６Ｂとは別に、ダミーバンプ７が設けられており、このダミーバンプ７が放熱金属箔１１に接続している。

実施例２では、ベースフィルム１２の背面（チップ搭載面とは反対側の面）にも第２の放熱金属箔２５を有し、所謂２層ＣＯＦを構成している。第２の放熱金属箔２５はベースフィルム１２を貫通する複数のスルーホール２４で放熱金属箔１１と接続されている。第２の放熱金属箔２５のパターンは図示したものに限るものでなく、ソースドライバ３の実装と配線パターンに干渉しないならば任意である。他の構成は図２と同様である。

実施例２によれば、実施例１で説明した単層ＣＯＦでは放熱が十分でない場合に有効である。ソースドライバ３で発生した熱は放熱金属箔１１に伝わり、かつスルーホール２４を通して第２の放熱金属箔２５にも伝わる。伝わった熱は放熱金属箔１１と第２の放熱金属箔２５の両方から放熱され、ソースドライバ３自身の温度上昇が抑制される。実施例２でも、従来から使用されている２層のＣＯＦフィルムのみを使用する構造であるため、コスト増加なしに高い放熱効果が得られる。

以上の実施例１、２ではＣＯＦ形式でドライバを実装した構成について説明したが、ＣＯＦの代わりにＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ)を用いてもよい。ＴＣＰは配線用の銅箔の厚みがＣＯＦに比べて最小でも５０％程度厚い。外形サイズが配線ピッチに依らない場合、例えばチップ長辺が長く、長辺長サイズに配線が収まってしまう場合などは、ＴＣＰを用いて実施例１、実施例２と同様の構成をとることができる。

以上、本発明の画素表示装置についてアクティブ・マトリクス型の液晶表示装置を例として説明した。本発明は、このような液晶表示装置に限らず、単純マトリクス型の液晶表示装置、あるいはプラズマ表示装置や有機ＥＬ表示装置などの画像表示装置、その他同様の放熱が要求される電子機器にも同様に適用できる。

本発明にかかる画像表示装置を液晶表示装置に適用した実施例１の要部を説明する展開斜視図である。 本発明にかかる画像表示装置の実施例１を説明する図である。 ソースドライバの表面に形成されるバンプの配置例を説明する模式図である。 本発明にかかる画像表示装置の実施例２を説明する図である。

符号の説明

１・・・表示パネル、２・・・プリントフィルム、３・・・ソースドライバチップ、４・・・ゲートドライバチップ、５・・・バックライト、６・・・バンプ、７・・・ダミーバンプ、８・・・ソルダレジスト、９・・・封止樹脂、１０・・・信号配線、１１・・・放熱金属箔、１２・・・ベースフィルム、２０・・・プリント基板、２１・・・ＦＰＣ，２２・・・表示制御回路基板、２３・・・プリント基板、２４・・・スルーホール、２５・・・第２の放熱金属箔、３０・・・単層ＣＯＦ、４０・・・２層ＣＯＦ。

Claims (5)

1. 画像表示装置を構成する表示パネルにドライバチップを実装するためのチップ・オン・フィルムに大面積の放熱金属箔を形成し、前記ドライバチップの発熱を前記放熱金属箔に伝導させて放熱させることを特徴とする画像表示装置。
2. 請求項１において、
   前記チップ・オン・フィルムはベースフィルムに前記ドライバチップに接続する配線を形成する金属層を一層のみ形成した単層構造であり、前記放熱金属箔は前記金属層と同層であることを特徴とする画像表示装置。
3. 請求項２において、
   前記ドライバチップの表面に前記配線と接続するバンプの他に、前記放熱金属箔に接続するダミーバンプを有することを特徴とする画像表示装置。
4. 請求項１において、
   前記チップ・オン・フィルムはベースフィルムに前記ドライバチップに接続する配線を形成する金属層と、前記ドライバチップを搭載する面と反対側の面に形成した第２の放熱金属箔を形成した２層単層構造であり、前記放熱金属箔と前記第２の放熱金属箔は前記ベースフィルムを貫通するスルーホールを通して接続されていることを特徴とする画像表示装置。
5. 請求項４において、
   前記ドライバチップの表面に前記配線と接続するバンプの他に、前記放熱金属箔に接続するダミーバンプを有することを特徴とする画像表示装置。

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