JPH02891A - 液晶表示装置パッケージ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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φ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１
３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２０
０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ビン・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２
２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）２
７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
への取付は点の外側で、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（Ｋ
ａｐｔＯｎ）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ツチングにより多
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
リマスのチック・エッチ社（ＴｅｃｈＥｔｃｈ　Ｃｏ１
Ｉｌｐａｎｙ　）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・エツチング剤／溶剤を使用
して取り除くことができるが、腐食性エツチング剤の方
が好ましい。銅シールド層５１はＦｅ　Ｃ１３または希
薄ＨＣｆ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（４
１−４４）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、Ｌ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
した複数の導電性バッド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５
２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
によって導電性バッド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ツチングにより設け
られて、銅線路５７間に位置している。

エツ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。

エツ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６
３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ツ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、２ｏ・・・液晶表示素
子、２１・・・表縁、２２・・・ハウジング、２４．２
５・・・偏光子、２７・・・多層の可撓性コネクタ。 Ｆｉグ、ｌ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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回路チップを前記導電線路に
   接続する手段と、 ｅ）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
   ペースを最小にした液晶表示装置パッケージ装置。 ２、チップ支持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、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記載の液晶装置。 ４、前記チップ支持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。 ５、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請求
   項１記載の液晶表示装置パッケージ装置。 ６、リード付きチップ支持体を有する請求項１記載の液
   晶表示装置パッケージ装置。