JP3105218B2 - 液晶表示装置パッケージ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 発明の背景 本発明は、多層の可撓性相互接続回路で表示素子駆動
用電子装置を支持するようにしたＸ−Ｙマトリックス型
の液晶表示装置に関する。更に詳しくは、本発明は、可
撓性相互接続回路が大きさを最小にするように表示素子
の平面から折曲げられているスペース利用効率のよいパ
ッケージ構造に関する。

Ｘ−Ｙマトリックス型の液晶表示装置は現在周知であ
り、例えば米国特許第4,688,896号に典型的なＸ−Ｙマ
トリックス型液晶表示装置が示されている。このＸ−Ｙ
マトリックス型液晶表示装置においては、行および列の
アドレス線が相互に入り組むように配置されて（半分は
表示素子の一方の縁部まで延在し、他の半分は反対の縁
部まで延在する）、これらの行および列のアドレス線は
表示素子の４つの全ての縁部から駆動することができ
る。従来、マトリックス・アドレス指定式液晶表示装置
のパッケージ構造においては、行および列駆動用電子装
置を剛性のプリント回路基板上に取付け、これらの駆動
用電子装置を可撓性相互接続要素によって液晶ガラス基
板上の接続パッドに接続するのが通常のことであった。
しかしながら、このような従来の方式は、プリント回路
基板の使用によりスペースの利用が非効率的になるとい
うような多くの欠点を有している。これは、特に密度が
高い表示装置の場合に問題となることであり、駆動用電
子装置を別の回路基板上に取付けて、この回路基板上の
電子装置と表示素子との間に可撓性のコネクタを使用す
る結果、表示素子の周辺の領域が大きくなり、全体の大
きさが増大する。

従って、スペース利用を最適化し得るように折曲げる
ことができる可撓性のコネクタ上に駆動用電子装置を直
接取付けることが望ましい。すなわち、行および列の駆
動回路チップは、可撓性の多層のコネクタ上に直接取付
けられた密封されたリードレス（リードの無い）セラミ
ック製チップ支持体の中に固定される。

従って、本発明の主目的は、可撓性相互接続回路を利
用してＸ−Ｙ（行および列）駆動回路を支持するように
したＸ−Ｙアドレス指定式液晶表示装置用のパッケージ
装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、必要なスペースを最小にするよ
うに可撓性相互接続回路を利用した、Ｘ−Ｙマトリック
ス型の高密度液晶表示装置用のパッケージ法を提供する
ことにある。

本発明の更に他の目的は、表示素子駆動用電子装置を
支持する可撓性相互接続部を有するマトリックス・アド
レス指定式液晶表示装置を提供することにある。

本発明の更に別の目的および利点は以下の説明から明
らかとなるであろう。

本発明の新規と考えられる特徴は特許請求の範囲に記
載されているが、本発明はその別の目的とともに図面を
参照した以下の説明から最もよく理解されよう。

好適実施例の説明 第１図は、液晶表示装置（LCD）の斜視図であって、
駆動回路チップを支持する多層の可撓性相互接続回路を
示す。図を簡単化するため、表示素子、照明装置ならび
に関連する相互接続回路および電子回路を収容するため
のハウジング、表縁（bezel）などは第１図に示されて
いない。

平らなパネル状液晶表示素子は全体的に10で示され、
典型的には液晶溶液を保持する空洞を画成するように縁
部の周りを密封された一対のガラス基板から構成されて
いる。一方の基板の内面には好ましくは酸化インジウム
スズ（ITO）からなる透明な導電性アース面が設けられ
ている。他方のガラス基板の内面上にはＸ−Ｙマトリッ
クスの個々の液晶セルを形成する個々の透明電極（図示
しない）のパターンが設置されている。セルは画素を形
成する。個々の画素は行および列構成を形成するように
ＸおよびＹアドレス線によって分離され、アドレス線は
好ましくは（前述した米国特許に示されているように）
相互に入り組むように配列されて、表示素子の向い合う
縁部から駆動されるようになっている。

第１図で、表示素子10の右側および上側の縁部には複
数の多層の可撓性相互接続回路11および14が示され、こ
れらはそれぞれ行駆動装置12および列駆動装置13を支持
している。多層の可撓性相互接続回路上に支持されてい
る行駆動装置12および列駆動装置13は、駆動回路チップ
（図示せず）とそれを密封するリードレスのチップ支持
体とで構成される。駆動回路チップは（第４図に更に明
確に示されているように）チップ支持体の側部および下
部に設けられている接続パッドを介して多層の可撓性相
互接続回路の導体に接続されている。

多層の可撓性相互接続回路11および14の各々の一端
は、表示素子の基板の縁部まで延在している個々のアド
レス線の接続パッドに接続されている。可撓性相互接続
回路はこれらのアドレス線の接続パッドに半田付けされ
た後、図示のようにパネル状液晶表示素子の平面に対し
て好ましくは90゜の角度に折曲げられ、これにより表示
素子の縁部の表面および表示装置組立体の全表面を最小
にしている。第１図の上側および右側の縁部の各々に
は、それぞれリードレスのチップ支持体を支持している
４つの可撓性相互接続回路が示されている。例えば、１
インチあたり100本の線密度を有する４インチ×４イン
チの液晶表示素子においては、その各々の縁部に200個
の接続パッドとそれから伸びる200個のアドレス線が設
けられる。従って、各可撓性相互接続回路は50個のアド
レス線を駆動する。

可撓性相互接続回路11および14はそれぞれ可撓性相互
接続回路15および16に縦続接続され、それから駆動回路
を付勢する多層ピン・コネクタ17および18に接続されて
いる。

第２図はハウジング、表縁などを有する完全な組立体
の一部の断面を示すとともに、可撓性相互接続回路がハ
ウジングの内部に配設されている様子を示している。平
らなパネル状液晶表示素子20は表縁21およびケースまた
はハウジング22の内部に支持される。ハウジング22は金
属製の伝熱体33によって表縁21に固定される。液晶表示
素子20は偏光子24および25の間に支持され、また偏光子
24は光拡散素子（図示せず）を含んでいる。非反射コー
ティング26が偏光子25の上面に設けられている。

可撓性相互接続回路（以下、可撓性コネクタと呼ぶ）
27の導電線路が液晶表示素子20の表面上の接続パッド28
に半田付けされている。表示素子の接続パッド28への取
付け点の外側で、可撓性コネクタは表示素子の平面に対
して直角に折曲げられて、偏光子24の縁部と表縁21との
間に設けられている第１の裂断保護部材30の間に支持さ
れている。

可撓性コネクタ27は第２の裂断保護部材30′によって
支持され、ループ状折返し部31を形成するように曲げら
れている。その後、可撓性コネクタ27はハウジング22に
平行に延在する。可撓性コネクタ27上に支持されている
チップ支持体35はチップ支持体からの熱を放散するよう
に伝熱体33に対して位置付けられて、それに固定されて
いる。第２図から容易に理解されるように、可撓性コネ
クタ素子と壁の間のスペースは非常に小さく、最小のス
ペースは可撓性コネクタのチップ支持体の高さであり、
これにより表示装置組立体の全体の大きさが低減され、
駆動回路チップの熱的性能が改良される。

光源（図示されていない）はマトリックス・アドレス
指定式液晶表示素子を選択的に照明するように偏光子24
の後部のスペース内に配置される。

多層の可撓性コネクタは、デュポン社からカプトン
（Kapton）という商標名で市販されているようなポリイ
ミドからなる上部、中間および底部の絶縁層、ならびに
多重銅線路の層および銅シールド層で構成され、これら
の全ての層はエポキシ、アクリルなどの接着剤層によっ
て一緒に保持されている。

多層の可撓性コネクタの一端で個々の銅線路層を液晶
表示素子上の接触パッドに接続するために、底部および
中間の絶縁層ならびに銅シールド層がエッチングにより
多重銅線路を露出するように部分的に除去される。第３
図を参照して後で説明するように、可撓性コネクタの露
出された銅線路は液晶表示素子上の接続パッドにそれぞ
れ半田付けされ、これによりリードレスのチップ支持体
内に固定されている駆動用電子装置が液晶表示素子上の
接続パッドに接続される。エポキシ接着剤層は各銅層お
よび絶縁層を一緒に保持するばかりでなく、横方向に柔
軟な層としても作用して、可撓性コネクタの各層および
リードレスのセラミック製チップ支持体の相互間の熱膨
張係数の差による応力を部分的に吸収する。

種々の大きさ、種々の導体パターンを有する多層の可
撓性コネクタは多くの会社、例えばマサチューセッツ州
プリマスのテック・エッチ社（Tech Etch Company）か
ら市販されている。

第３図の断面図は、可撓性コネクタの銅線路が液晶表
示素子上の接続パッドに固定される様子を示している。
第３図においては、アドレス線の接続パッド41が液晶表
示素子の基板40の表面上に形成されている。接続パッド
41は典型的にはモリブデンとチタニウムの合金である。
接続パッドの半田付けを容易にするために、金属の３層
構造が接続パッド41上に堆積される。最初に、クロミウ
ム層42が接続パッド上に直接堆積されて、ガラス基板の
表面にも接触する。クロミウムはガラスに容易に付着す
る金属である。多孔性ニッケル層43がクロミウム層の上
に堆積され、スズ半田が容易に付着し得る銀層44がニッ
ケル層上に堆積される。すなわち、銀層は露出した銅線
路上に堆積されている半田パッド45に容易に付着するこ
とができる。全体的に46で示す可撓性コネクタは３つの
絶縁層47,48および49を有し、これらの層は接着剤およ
び銅線路層50および銅シールド層51によって分離されて
いる。底部および中間の絶縁層48および49ならびに銅シ
ールド層51は、半田パッド45が多層の接続パッド構造
（41−44）と接合するように引込められている。

絶縁層は適当なポリイミド・エッチング剤／溶剤を使
用して取り除くことができるが、腐食性エッチング剤の
方が好ましい。銅シールド層51はFeCl₃または希薄ΗCl
溶液を使用して取り除くことができる。

可撓性コネクタは半田パッド45を接続パッド構造（41
−44）上に置くように位置ぎめされる。半田パッド45は
接続パッドに接触する半田ペーストまたは半田リボンで
あってよい。半田は赤外線放射またはレーザ・ビームに
よって加熱され、接続パッドの上部の銀層44を容易に付
着する。冷却されたとき、硬い半田接合部が接続パッド
と銅導体層50との間に形成される。

第４図はセラミック製のリードレスのチップ支持体51
の下面の平面図であり、チップ支持体が可撓性コネクタ
の導電性の銅線路に接続されている様子を示している。
第４図に示すチップ支持体51の下面は、周縁部に分布し
た複数の導電性パッド52を有する。可撓性コネクタ53
は、リードレスのチップ支持体上の導電性パッド52に個
々に接続される多数の銅線路57を有する。図では銅線路
57を露出するように底部絶縁層54、銅シールド層55およ
び中間絶縁層56が破断されて示されている。各銅線路57
はスズ／鉛半田のような適当な半田によって導電性パッ
ド52に半田付けされている。

膨張接合部58が上部絶縁層中にエッチングにより設け
られて、銅線路57間に位置している。エッチングされた
窓の形の膨張接合部58は半田パッドの移動を可能とし、
これによって絶縁層（例えばカプトンの層）、銅線路お
よびチップ支持体の熱膨張係数の差により半田接合部に
かかる応力を低減または無くする。エッチングされた単
一の膨張接合部58が第４図に示されているが、所望の結
果を達成するためにこのような膨張接合部を２つ以上、
銅線路間に設けてもよいことは明らかである。また、図
を簡単にするためにリードレスのチップ支持体の下面の
平面図には各辺に比較的少数の接続パッドしか示してい
ない。実際に市販されるチップ支持体は非常に多くの接
続パッドを有する。接続パッドはチップ支持体の本体を
通過して、周知のようにチップ支持体内に取付けられて
いるチップの出力リード線に対応するチップ支持体中の
個々のリード線に接続されている。

第５図は可撓性コネクタ上に取り付けられている複数
のチップ支持体を示し、可撓性コネクタの導電線路を液
晶表示素子に接続する前の可撓性コネクタ組立体の平面
図である。多層の可撓性コネクタが全体的に60で示さ
れ、その上に複数のチップ支持体61が固定されている。
可撓性コネクタ60の個々の導電線路62は支持体の側部お
よび底部上の図示しない導電性タブに半田付けされてい
る。第５図では、チップ支持体は密封用のキャップがな
い状態で図示されており、これにより駆動回路チップま
たは他の電子回路チップが取付けられる内部の室63が露
出されている。複数のリード線64が室63の表面上に堆積
されている。各リード線は内側の端部が内部に取付けら
れている回路チップの出力リード線に接続され、また他
端がチップ支持体の本体を通過して、チップ支持体の側
部および底部上の導電性タブに接続される。

チップ支持体の下側の可撓性コネクタの小さな変形に
よって両側部上および隅部間の半田パッドの間における
歪みが軽減される。

また第５図には、可撓性コネクタのうち、後でチップ
支持体を取付けることのできる部分も示されている。コ
ネクタの上部絶縁層はエッチングにより除去されて、領
域65および複数の導電線路を露出している。露出された
領域65内にある各導電線路の端部は好ましくはその上に
堆積された錫半田合金からなる半田パッド66を有する。
半田パッド66はチップ支持体が領域65内に取付けられた
ときチップ支持部の底部上の導電性パッドに接触する。
それから、半田パッドは加熱されて、チップ支持体上の
導電性パッドと半田パッド66との間に半田接合部を形成
する。

以上の説明から明らかなように、本発明は、駆動用電
子回路を支持する多層の可撓性コネクタを利用し、この
可撓性コネクタを表示素子に対して直角に折曲げて、表
示素子の周囲の有効なスペースを効率よく利用できるよ
うにした、平らなパネル状液晶表示装置用のスペース利
用効率の高いコンパクトな相互接続およびパッケージ装
置を提供する。可撓性コネクタは表示素子の平面に直角
に位置ぎめされているので、表示素子の前面領域および
周辺部が最小になり、このため表示面積を最大にしなが
ら全体の大きさを最小にすることができる。

本発明をその好適実施例について詳細に説明したが、
これに限定されず、本発明の範囲内で装置や構造を種々
変形できるものである。本発明の精神および範囲内に入
るこのような全ての変形は特許請求の範囲の記載によっ
て包含されるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は駆動用電子回路を取付けた可撓性相互接続回路
を示すために関連するハウジングを取り除いた液晶表示
装置の簡略斜視図である。 第２図は可撓性コネクタがハウジング内に配置されてい
る様子を示す液晶表示装置の一部の断面図である。 第３図は多層の可撓性コネクタと液晶表示素子の接続パ
ッドとの間の半田付けの様子を示すための可撓性コネク
タと液晶表示素子の一部の分解図である。 第４図はチップ支持体と可撓性コネクタとの接続の様子
を示すためのチップ支持体の下面の平面図である。 第５図は複数のチップ支持体が取付けられる可撓性コネ
クタを示す平面図である。 10……液晶表示素子、11,14……多層の可撓性相互接続
回路、12……駆動装置、13……列駆動装置、15……リー
ドレスのチップ支持体、17,18……多重ピン・コネク
タ、20……液晶表示素子、21……表縁、22……ハウジン
グ、24,25……偏光子、27……多層の可撓性コネクタ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−221779（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−129893（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−82684（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭56−126523（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−188684（ＪＰ，Ｕ)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ａ）Ｘ−Ｙマトリックスの形に配設されて
   いる複数の液晶セルおよび縁部まで延在している前記マ
   トリックス用の接続パッドを有する平らなパネル状液晶
   表示素子と、 ｂ）複数の導電線路を有する少なくとも１つの層および
   該導電線路の層の両側に設けられている少なくとも２つ
   の可撓性絶縁層を含む多層の可撓性コネクタと、 ｃ）前記可撓性コネクタの両端部の間において前記可撓
   性コネクタ上に直接取り付けられ、前記表示素子に信号
   を供給する電子チップを支持する少なくとも１つのチッ
   プ支持体と、 ｄ）前記チップ支持体内の前記電子チップを前記導電線
   路に接続する手段と、 ｅ）前記可撓性コネクタの導電線路が前記表示素子の縁
   部においてマトリックス接続パッドに個々に接続される
   ように前記表示素子の少なくとも１つの縁部に前記可撓
   性コネクタを接続する手段とを有し、 ｆ）前記可撓性コネクタは前記接続パッドへの接続点の
   外側で前記表示素子の平面に対して折曲げられていて、
   前記表示素子および前記コネクタによって占められるス
   ペースを最小にしており、 ｇ）前記チップ支持体がその外側表面上に接続パッドを
   有するリードレスの支持体であり、前記可撓性コネクタ
   の絶縁層の一部が前記導電線路を露出するように取り除
   かれており、該コネクタは該導電線路を前記チップ支持
   体上の前記接続パッドに接続する手段を有しているこ
   と、を特徴とする液晶表示装置パッケージ装置。
2. 【請求項２】チップ支持体取付け用可撓性コネクタが前
   記表示素子の各縁部に接続されている請求項１記載の液
   晶表示装置パッケージ装置。
3. 【請求項３】前記可撓性コネクタが前記表示素子の平面
   にほぼ直角に折曲げられている請求項１記載の液晶表示
   装置パッケージ装置。
4. 【請求項４】前記チップ支持体取付け用可撓性コネクタ
   の全てが前記表示素子の平面に対してほぼ直角に折曲げ
   られている請求項２記載の液晶表示装置パッケージ装
   置。