JPS59210419A - 液晶表示体装置 - 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】 本発明は液晶表示体装置に関するものである。

さらに本発明は、液晶表示体装置の駆動回路の実装構造
に関するものである。

近年、ＣＲＴに代わりうる表示体装置〆ｔの開発が活発
に行なわれており、液晶表示体、′Ｆ２ＴＩ（エレクト
ロルミネッセンス）、プラズマ、ケイ光表示管等の平面
型ディスプレイは、すでに実用化されている。その中で
も液晶表示体装置は、低電圧、低電力駆動であり壕だ唯
一の受光素子であるため児やすい薄型ディスプレイとし
てパーソナルコースの商品をｉｆじめ多くの民生機器の
表示体として今後ともに太きく成長することが期待され
て゛いる。

液晶ディスプレイを用いて画像表示を行なう場合には、
大別すると２つの方式に分けられる。一つは時分割駆動
１方式であり他の一つはアクデイプマ）　ＩＪラックス
動方式である。後右の方式は原理的には゛スタティック
駆動方式となるＩＣの、表示品質もよい。最近、アクテ
ィブーントリックス駆動方式のスイッチング素子として
薄膜トランジスタを用いる例が多くなって来ている。例
えば半導体薄膜を透明基板上に形成して薄膜トランジス
タアレイを形成し、液晶パネルとしたものは、液晶材料
として、ＴＮ（ツイストネマチック）液晶を用いること
が出来るため、非常にコントラストの高い明るい表示が
可能となる。半導体薄膜としては、アモルファスシリコ
ンあるいは多結晶シリコン等が用いられている。

第１図は、多結晶シリコンを半導体薄膜として用いた薄
膜ｌ・ランジスタアレイを用いた液晶表示体装置の断面
構造図である。図中の１ｔよ、石英板あるいはガラス板
等の透明基板、２はトランジスタのソース・ドレイン拡
散領域、６はＳ１０　Ｗの透明絶縁膜、４はソース・ド
レインのコンタクト領域でを・シ、両方共に多結晶シリ
コンと工Ｔ。

（インク１クムースズ酸化物）薄膜の界面ｒ（てコンタ
クトをとっている。５はゲート電極でありドープド多結
晶シリコンにて形成される。６は透明絶縁膜である。７
は液晶駆動電極でありｉＴＯで構成されている。８は対
向基板であり液晶層１０を接する全面に対向電極９かや
はす工Ｔｏ薄膜にて形成されている。第１図のパネル断
面図は約１画訃、分である。第２図（ａ）は、アクティ
ブマトリックスアレイの回路図である。図中の１１ｉｄ
デ一タ信号線、１２はタイミング信号線、１６は１ｆｌ
素回路である。１４で囲まれた領域が画像表示領域を示
す。１画素回路の詳細を第２図（ｂ）に示す。図中の１
５は薄膜トランジスタ、１６は液晶駆動電極、１８は対
向電極、１７は液晶層である。

このようＶこ多結晶シリコンを半導体薄膜として用いた
アクティブマトリックス液晶パネルにおいては、ＴＮ液
晶を用いることが出来るため、非常に表示品質の高い白
黒の画像表示が実現出葉る。

もちろん、三原色のカラーフィルタを用い、液晶層をラ
イトパルプとして働かせればフルカラーの画像表示も実
現出来る。この様に薄膜トランジスタを用いた液晶パネ
ルは多くのメリットがおるが一つだけデメリットがある
。薄膜トランジスタは多結晶シリコンを半導体薄膜とし
て用いているため、移動度が低く応答性が悪い。［７た
がって、液晶パネルを駆動する回路、例えばシフトレジ
スタ等を′同一基板上に形成出来ない。タイミング側の
駆動回路は、数十ＫＨｚの周波数であるため同一基板上
に形成出来るが、データ側は数ＭＩ（ｚ必要々ため同一
基板上に形成出来外い。したがって、駆動用工０−（、
一液晶パネルに外付けしなければならない。このことは
、液晶パネルの面積の増大や信頼性の低下、コストアッ
プ等の要因となる。

本発明は、この様な諸問題を解決するために発明された
ものであり、薄膜トランジスタアレイを用いた液晶表示
体装置の駆動回路の実装方法に関するものであり、以下
具体的な実施例をもとに説明する。

第３図はアクティブマトリックス基板を用いた液晶パネ
ルの断面構造図である。この液晶パネルは上側ガラスに
カラーフィルタ層を形成したガラス基板を用いている。

したがってフルカラーの画像表示が可能へ々る。例えば
一画素のピッチは、Ｙ方向で１２０〜１５０μｍＸｘ方
向で１５０〜２００μｍであり、パネルの対角線のサイ
ズは約２．０インチである。どの程度の画素ピッチでは
パネルから１５〜２０ｃｍ離れて見れば、小型のカラー
ＣＲＴと比べて、そん色ない表示品質の画像が得られる
。図中の１９は透明基板であり薄膜トランジスタがマト
リックス状に配列されたアクティブマトリックス基板で
ある。２０は薄膜トランジスタのドレインと接続された
液晶駆動電極である。

２１はスペーサ、２２はＴＮ液晶層である。２３はガラ
ス板であり、液晶層と接する例にはカラーフィルタ層２
４が形成されており、その表面には全面に対向電極２５
が形成されている。カラーフィルタ層は一画素毎にＲ（
赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（宵）が繰り返し形成されており、
液晶シキツタによりバックライト２９からの光が透過し
たり、透過しなかったりして、色が出たり出かかったり
する。２６及び２７は偏光板である。２８は、バックラ
イト２９からの光を散乱させる役割をもつ拡散板である
。バックライトは、ケイ光燈でもよいし、ＥＬ等でもよ
い。この様な第６図に示す液晶パネルは、ＴＮ液晶を用
いているため、コントラスト日高く、又、バックライト
の演色性もよいため、色もあざやかである。またこのパ
ネル構造は、カラーフィルタ層が上側１ガラス基板上に
形成されているため、外部光がカラーフィルタ層を透過
す′る時晃〜殆に減少し、＃膜トランジスタへの外部光
の照射量を少なくシ、光による／す映トランジスタの光
り−クを減少させている。本発明は、この液晶パネル構
造に限定されるものでけ在く、第６図のカラーフィルタ
層を取り除けは白黒パネルにもなる。ただし白黒パネル
の場合頃は、第５図にて説明する如く、薄膜トランジス
タを配置した基板を上側ガラス板として用い、下側ガラ
ス板としては、０１〜０６部の薄板ガラスを用い、反射
板と液晶層との圧刻１を短かぐした方が、ダブルイメー
ジにならなくて、鮮明な画像が得られる。

第４図は、第３図のパネルを上から児だ平面図である。

図中の３０は、アクティブマトリックス基板、６１はデ
ータ側の外部端子取り出しパッド、６２はタイミング側
の外部端子取り出しパッドである。

また６３は上側ガラス板である。図から明らかな如く、
薄膜トランジスタを配置した基板を用いた液晶パネルの
場合には、駆動回路と接続するだめの外部端子取シ出し
パッドが３００〜５００端子程度必袈となる。

第５図は、白黒用液晶パネルの断面構造図である。図中
の３４はアクティブマトリックス基板、３５は液晶駆動
電極、５６はスペーサ、３７はＴ　Ｎ液晶層、３８は対
向電極、６９は薄板ガラスであり厚さ０．０５〜０．３
１１ｊｉｌ程度である。４ｏは偏光板であり、これもＯ
，Ｄ　５　”−０，５ｖａｎ程度の薄さがよい。４１は
反射板であり、反射板と液晶層とのキヨリが０１〜１０
卿と狭いため、従来の液晶パネルで問題であったダブル
イメージが生じない。

この液晶パネルにおいてもパネルの周辺には、第４図に
て示した如く、外部端子取り出しパッドが並ぶことには
かわシない。データ側端子が上下１１こ、またタイミン
グ側端子が左右に出ているのは、それぞれ、信号を上下
あるいは左右の交互に入力しているためであり、例えば
タイミング側の信号を左側のみから人力する様な場合も
ては端子は左側のみでよい。

第６図は、以上説明した液晶パネルに駆動回路を実装し
た本発明の実施例の一つである。図中の４２はアクティ
ブマトリックス基板、４３は上側ガラスである。本実施
例はカラー液晶パネルの場合について説明するが本発明
はこれに１収るものではないことは言うに及ばない。４
４は駆りυノ用工Ｃ４５を塔載したフレキシブルテープ
であり、例えば駆動用ＩＣはギヤングボンディング伝に
よりフレキシブルテープに接続される。図中の４８０部
分がアクティブマトリックス基板とフレキシブルテープ
を接続する部分であり、接続は、ハンダ付けでもよいし
、接着法でもよい［７、又他の方法でもよい。Ａ６は、
プリント基板であり、フレキシブルテープの他の端子が
プリント基板上のリード線に接続される。４７はアクテ
ィブマトリックス基板とプリント基板を固定接着する接
着剤である。

本実施しＵの特徴は液晶パネルの周辺の端子を、駆動用
ＩＣが塔載されたフレキシブルテープと接続し、該フレ
キシブルテープの他端（ｄ：、プリント基板に接続する
という構造にある。第７図は、第６図のＡ−Ａ’断１而
面である。図中の４２〜４６は第６図中の番号と対応し
ている。４７は修正基板である。ｉｓ図は、修正基板の
説明図である。例えばアクティブマトリックス基板の左
右に伸びるタイミング信号線を考える。図中の４９は左
側から信号と入力するパッドであり、５０は右側から信
号を入力するパッドである。今仮りに図中のＸ印にて示
した配線部が断線している場合には、左側のパッドから
入力したタイミング信号は断線部より右側には行かない
。この場合液晶パネルの表示面には線状欠陥として現わ
れる。したがつ゛て本当の信号を断線している部分より
右側の配線部に入力してやればよい。この方法として、
図中の５１にて示した補助パッドに本当の信号を入れて
やればよいので、修正基板５５上のリード線５６と補助
パッドとをワイヤ５７にて接続し、リード＃５６の他端
を信号取り出しパッド５４と接線すればよい。図中の５
６は信号取り出しパッド、５２は補助パッドである。こ
の様に修正基板を介して断線の反対側から本当の信号を
入力することによってパネル表面上の線状欠陥は完全に
修正出来る。この様な修正はタイミング側のみの断線の
みならずデータ側配線の断線にも適用出来ることは言う
までもない。

第９図は修正基板を用いた断線修正の断面図である。図
中の４２〜４７は第７図中の番号と対応している。図中
の５８は修正基板上のリード線であり、５９は修正用の
ワイヤである。補助パッド及び信号取り出しパッドとり
−ド綜との接続用ワイヤは、ハンダ伺けでもよいし、ワ
イヤボンディング法でもよいし、贅だ接Ｎ法、溶接法で
もよい。

第１０図及び第１１図は本発明による他の実施例を示す
。図中の６０はプリント基板であり、本実施、例の場合
、フレキシブルテープの他端の接続用基板と修正基板を
兼ねている。図中の６１及び６２け修正用のリード線で
ある。この様に本実施。

例の％９は、プリント基＆１枚で修正基板とフレ己−シ
プルテープ接続基板の役割をもつため、構造がノンプル
となね、パネルモジコーールとしての体積も減少し、コ
ンパクトになるところにおる。第１２図は修正基板上の
リード線のパターンの一例である。６６はプリント基板
、６４はデータ側の修正Ｊ１１リード線、６５はタイミ
ング側の修正用リード線である。プリント基板の表裏に
それぞれのリード線を形成したところに％徴がある。ま
たこのプリント基板（ｄ、ケレキシブルテープの他端の
接続基板ｆｆ兼ねることも可能である。

第１３図はアクティブマトリックス基板の周辺の外部端
子取り出しパッドの配置を工夫した実施例である。本実
施例の特ｖＪ、は、データ側の端子のピッチとタイミン
グｆ、ｌｌの端子のピッチを同一にしたところにある。

この結果、タイミング倶ｊ用のフレキシブルテープをデ
ータ側用のフレキシブルテープの形状を同一にすること
が出来Ｚ、。この際、タイミング駆動用工Ｃと、データ
駆動用ＪＯのチップサイズを同一にすることも可能であ
る。

第１４図は、タイミング側１あるいはデータ側］の外部
端子取り出しパッドの形状をカミしている。図中の６６
は外部端子取り出しノくラドであり、この部分がフレキ
シブルテープと接続される。６７は補助パッドであり、
断線の時にこのノくラドから本当の信号を入力する。第
１５図は、本発明の他の実施例である。図中の６８は信
ＨＢｘり出しノくラドであり、やはり断線時の修正用と
して用いる。これらの外部端子取り出しパッドは、工゛
ｒａ薄膜あるいは他の金属薄膜にて形成される。例えば
第１６図に示す如く、配線の途中にコンタクトを設けて
配線の材質を変えてもよい。第１６図の場合、図中の６
９にて示した部分はコーＴＯ薄膜にて形成されており、
壕だ７０にて示しだ部分はドープドポリシリコン薄膜に
て形成されている。このドープドポリシリコン薄膜はア
クティブマトリックス領域のゲート配線（タイミング信
号線）と同一工程にて形成されるものである。これら外
部端子取り出しパッドが工Ｔｏ薄膜の場合は、異方性導
電ゴム等を介して、フレキシブルテープ上のリード線と
接続が可能であるが、より信頼性の高い接続をするには
ハンダ付けがよい。この場合、■ＴＯ薄膜上に無電％　
Ｎ　ｉメッキを形成する方法が良い。

第１７図及び第１８図は、アクティブマトリックス基板
−ヒの周辺の工ＴＯ端子部分に無電解Ｎ１を形成する場
合の製造方法の説明図である。図中の７１は薄膜トラン
ジスタがマトリックス状に形成された透明基板である。

７２は液晶駆動電極、７３は基板周辺部のＩＴＯ薄膜端
子である。この場合液晶駆動電極も工Ｔｏにて形成して
もよい。

７４は無電％Ｎｉのマスクレジストであり、無電５′Ｐ
ｙＦＮｉをつける部分以外の部分に形成する。方法（は
スクリーン印刷法でもホトプロセス法でもよい。

無電解Ｎｉは図の７５に示す如く露出しているＩＴ’Ｏ
薄膜上に選択的にメッキされる。そめ後レジストを剥離
すればよい。第１８図は他の実か１１例である。

本実施例ではアクティブマＩ−ＩＪラックス板の工ＴＯ
表面上に５１０２膜等の透明薄膜を形成したものを用い
た場合である。この５１０８膜は図中の７６にて示して
いる如く、アクティブマトリックス基板上のＩＴＯパタ
ーン形成後、形成される。

ｃ　ｖ　Ｄ、、　塗布、ｐｓ　Ｂ及びスノくツタ等いろ
いろの方法にて形成可能である。その後メッキ用レジス
ト７４を形成し、無電解Ｎｉメッキをほどこす。最終の
基板は第１８図の（Ｃ）の如くなる。この７７にて示し
た透明絶縁１換は、液晶・くネルを構成する際、ゴミ等
の混入による上下基板上の透明′電極間でのショートの
防止となる。ま７辻この透明絶縁膜の膜抵抗が高い場合
にはＤＣカット膜の役割も果す。

このＤＣカット膜とは、液晶層中を直流的に流れる電流
を防止する役割をもち、その結果、液晶ノくネルの信頼
性が飛Ｒｄ的に同上する。

第１７図及び第１８図にて説明した方法にて無電Ｍ’ｒ
　Ｎ　ｉメッキを端子に形成すると第１９図及び第２０
図にて示す如くレジスト周辺に無電解Ｎ１が残る場合が
ある。図中の７８がそれである。この場合第１９図の如
くすべて工ＴＯ配線にて周辺端子領域を形成する場合は
端子間のショートが生じ不良となるが、第２０図に示す
如く、ドープドポリシリコン配線と工Ｔｏ配線にて構成
し、ドープドポリシリコン配線は５ｉｆｔ等の絶縁膜の
下側に配置しておけばショートすることはない。

第２１図はこの様にして無電ＭＮｉメッキした端子領域
の断面図である。図中の７９は無′市解↑Ｊｉ、８０は
ドープドポリシリコン配線、６６及び６８　ｉ−Ｊ：工
Ｔｏ配；綜である。この様にレジスト周辺（（残る〕Ｊ
　ｊ−のＩ１５渣７８はショートとはならない。

前記した如くアクティブマトリックス基板の周辺−＼の
端子の取り出し方は例えばタイミング側の場合左右交互
に出す方法と左側のみあるいは右側のみに出す方法とが
ある。

第２２図は、タイミング信号側の端子は左側のみ、また
データ側の端子は上側のみに出したアクティブマトリッ
クス基板を用いた液晶表示ノきネルを実装した本発明の
実施例である。図中の８１はアクティブマトリックス基
板、８２は上側ガラス基板、８３はフレキシブルテープ
、ＢＡｄｌ駆動用ＩＣ１８５はプリント基板である。こ
のプリント基板は修正基板を兼ねてもよい。図中の８６
がアクティブヤトリックスの外部端子取り出し部と、フ
レキシブルテープの接続部である。この様に、本実施例
では、かなり実装面積が小さくなり、コンパクトとなる
。このプリント基板上には、画像表示に必要な、映像信
号処理回路も実装することが可能である。

薄膜トランジスタマトリックスアレイの場合には、周辺
駆動回路、例えはシフトレジスタアレイとかトランスミ
ッションゲート等の素子を同一工程にて同一基板上に形
成することはむずかしいカニタイミング側の駆動回路は
同−工性、同一基板上に形成可能である。この場合、タ
イミング側のフレキシブルテープは不要となるため、第
２６図に示した様々液晶パネル実装形態となる。８７は
アクティブマトリックス基板とプリント基板を固定する
手段である。

白黒液晶パネルの場合には下側ガラスの下側に偏光板と
反射板が必要と々るため、プリント基板は反射板の下側
に位置してもよい。第２４図は、白黒液晶パネルの実装
構造の一実施例を示したものである。図中の８８ｉｌ−
を上側基板としてのアクティブマトリックス基Ｋｔ、８
９１ｄ下側ガラス板、９０け偏光板、９１は反射板、９
２はプリント基板、９６はフレキシブルテープ、９４は
駆動用ＩＣ，９５は修正用のリード線である。第２４図
中のプリント基板９２は、７レギシブルテープの接続用
と修正基板を兼ねているが、第２４図（Ｄ）の如く別に
修正基板９６を挿入してもよい。

本発明は以上多くの実施例をもとに説明した如く、上下
２枚のガラス基板の間に液晶をはさんで成る液晶パネル
と、該液晶パネルを駆動する駆動回路から成る液晶表示
体装置ソにおいて、該駆動回路は、フレキシブルテープ
上に実装された駆動用■Ｃと、プリント基板から成り、
該液晶パネルの周辺に配列された外部端子取り出しパッ
ドと該フレキシブルテープを直接接続し、該フレキシフ
ルテープと該プリント基板とを直接接続することを％徴
どする液晶表示体装置に関するものであり、高密度実装
でしかも信頼性の高いパイ、ルモジュールを実現出来る
。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はアクティダマ１リツクスタイプの液
晶表示体装置の構造及び回ｔ６の説明図。 第３図は本発明によるカラー液晶パネルの断面図で、第
４図はその平面図である。 第５図は本発明によるモノクロ光示の液晶パネルの断面
図。 第６図はアクティブ・マトリックス基板に駆動回路を実
装した構造例であり、第７図はその断面図。第９図は第
７図の拡大例。又第８図は第６図に用いる修正基板の一
例を夫々出している。 第１０図、第１１図は、本発明によるアクテ・ｊ″ブマ
トリツクス基板従来方式例であり、第１２図＋ｄ　！−
１いる修正基板のパターンを示す。 第１３図はアクティブ・マトリックス基板の周辺端子取
り出しパッドの配置例であね、第１Ａ図。 第１５図、２；１６図はその具体的パッド形状を示す。 第１７図、第１８図は本発明に用いる端子のＮｉメッキ
プロセスの一例であね、第１９図。 第２０図はメッキ層の不要部分７８が残っている例であ
り、第２１図（ｄその断面図である。 第２２図、第２６図は本発明による駆動回路の実装方式
の他側である。又第２４図はその断面図である。 以上 出願人株式会社　諏訪精工舎 −７７ 第５図 第６図 第９図 硅　第１１図 第　１２１’、ｊ 第１３図 第１４図 １ （４） 第７３図 鈷　　第２１１）ズ 第２２図 第２３図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）上下二枚のガラス基板の間に液晶をｄさんで成る
   液晶パネルと、該液晶パネルを駆動する駆動回路から成
   る液晶表示体装置において、核、駆動回路は、フレキシ
   ブルテープ上に実装された駆動用丁Ｃと、複数の能動素
   子及び受動素子が塔載されたプリント基板とから成り、
   該液晶パネルの周辺に配列された外部端子接続パッドと
   該フレキシブルテープとを直接接続し、該フレキシブル
   テープと該プリント基板とを直接接続することを特徴と
   する液晶表示体装置。 （２）プリント基板は、液晶パネルの周辺に配置するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の液晶表示体
   装置。 （６）プリント基板は、液晶パネルの下側に配置するこ
   とｆ：特徴とする特許請求の範囲第一項記載の液晶表示
   体装置。 （４）液晶パネルの下側にはバックライトが配置されて
   いることを特徴とする特許請求の伸、間第一項及び第二
   項記載の液晶表示体製７Ｑ。 （５）液晶パネルとプリント基板との間には、偏光板及
   び反射板が配置されていることを特徴とする特許請求の
   範囲第三項記載の液晶表示体装置。 （６）液晶パネルとプリント基＆は接着剤により固定さ
   れていることを！！４ａａとする特許請求の範囲第一項
   記載の液晶表示体装置。 （７）　　プリント基板は、フレキシブルテープを接続
   する基板と修正基板の２枚から成ることｆ特徴とする特
   許請求の範囲第一項記載の液晶表示体装置Ｒ０ （８）　　ｉ晶パネルを構成する２枚のガラス板の少な
   くとも一方の一表面上には、カラーフィルタパターンが
   形成されていることｆ　％徴とする特許請求の範囲第−
   項及び第二項及び第四項記載の液晶表示体装置。 （９）液晶パネルを構成する２枚のガラス板の−方は、
   薄膜トランジスタマトリックスアレイが形成されでいる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第一項記載の液晶表示
   体装置。 （ト））液晶パネルを構成する２枚のガラス板の一方ｉ
   ｔ、７１ｙ、ｙトランジスタマトリックスアレイが形成
   されており、ゲート側駆動回路が内蔵されているととを
   特徴とする將￥１゛請求の範囲第一項記載の液晶表示体
   装置。