JPWO2002021199A1 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Abstract
少なくとも一方が透明な一対の基板(21)の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部(22)を有し、その基板(21)の表示部(22)から外方に延設する額縁部(21a)に駆動IC(10)を直接搭載する。その駆動IC(10)の複数の入力端子(12)を短辺(10c)に沿って列設し、多数の出力端子(11)を長辺(10a,10b)に沿って複数列に、その各列の各出力端子(11)の長辺方向の位置を互いにずらして列設し、その各出力端子(11)を表示部(22)の各電極にそれぞれ接続すると共に、各入力端子(12)を駆動IC(10)の側方で、外部と接続するフレキシブルプリント基板(30)に形成された各プリント配線にそれぞれ接続する。
Description
技術分野
この発明は液晶表示装置に関し、特に表示部を駆動するための半導体集積回路(この明細書中ではこれを「駆動IC」と称す)を基板上に直接実装した構造の液晶表示装置に関する。
背景技術
液晶表示装置は、液晶テレビ,ビデオカメラ,パーソナルコンピュータ,ワードプロセッサ,電子卓上計算機,その他各種情報処理機器などの表示装置として広く使用されている。
特に、表示部を駆動するための駆動ICをガラスなどの基板上に直接実装する、いわゆるCOG(チップ・オン・グラス)実装法は、実装部が極めてコンパクトでかつ実装コストも低いため、実用化が進んでいる。
第8図に、従来の駆動ICを用いたCOG実装法による液晶表示装置の要部の概略平面図を示す。
この図に示すように、従来の駆動IC100は一般に平面形状が長方形をなし、その下面の一方の長辺100aに沿って多数の出力端子110を列設すると共に、他方の長辺100bに沿って複数の入力端子120を列設している。
なお、駆動IC100の各入力端子120および各出力端子110は、その下面側に設けられているが、図示の都合上実線で示している。
そして、この駆動IC100を搭載する従来の液晶表示装置200は、少なくとも一方が透明な一対の基板210の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の透明導電膜による電極を備えた表示部220を有し、その基板210の表示部220から外方に延設する部分である額縁部211上に駆動IC100を直接搭載し、その出力端子110を列設した長辺を表示部220の一辺に近接させている。
そして、駆動IC100の各出力端子110を、表示部220内の多数の電極から基板210の額縁部211に延びる各接続部221に、異方性導電接着剤を介して接続する。
また、駆動IC100の各入力端子120を、額縁部211上にパターン形成された透明導電膜による接続配線212に異方性導電接着剤を介して接続し、さらに、その駆動IC100の長辺100bにフレキシブルプリント基板(以下「FPC」と略称する)300の一端300aを近接させて、それに形成された各プリント配線301を異方性導電接着剤を介して各接続配線212に接続する。それによって、外部からの信号をこのFPC300を通して駆動IC100の各入力端子120に入力するようにしている。
しかしながら、このような構成の液晶表示装置200は、基板210の額縁部211に、駆動IC100を搭載するための幅(駆動IC100の短辺の長さに相当する)と、その各出力端子110を表示部220の各電極に接続するための幅と、各入力端子120をFPC300の各プリント配線301に接続するための幅(これが一番大きい)とが必要になる。基板210は一般にガラスからなり、異方性導電接着剤との接着強度が低いため、FPC300の接合強度力を充分確保しようとすると、基板210との接着部の面積を大きくせざるを得ない。そのため、額縁部211の幅Wが広くなってしまうという問題があった。
額縁部211の幅Wが広くなると、表示部220の有効面積に対して液晶表示装置全体の大きさが大きくなってしまう。また、ガラスによる基板210が大きくなり、強度が弱くなるため厚くする必要があるので、コスト高になるなどの不都合があった。
また、駆動IC100の多数の出力端子110を一方の長辺に沿って全て配列すると、相互の絶縁を保てなくなったり、配列しきれなくなるという問題もあった。 そこで、例えば米国特許第5,576,868号明細書に見られるように、駆動ICの裏面の一方の短辺に沿って複数の入力端子を列設すると共に、それ以外の全面に多数の出力端子を長辺と短辺に沿ってマトリクス状に配列し、その駆動ICを液晶表示装置の基板の額縁部に搭載したものがある。
このようにすれば、駆動ICの短辺側でFPC等の外部配線を接続することができるので、駆動ICの表示部に近接する長辺と反対側の長辺の外側にFPC等を接続するためのスペースが不要になり、額縁部の幅を狭くすることができる。
しかし、駆動ICの多数の出力端子が縦横に整列してマトリクス状に配列されているため、その数が多くなると、各出力端子と表示部の各電極とを接続するための配線パターンを相互に充分な絶縁を保って基板上に形成するのが極めて難しいという問題があった。
また、駆動ICの入力端子も一方の短辺に沿って配列するだけでは数が足りなくなることがあるという問題もあり、またFPCを用いずに、導電ゴムコネクタ等によって各入力端子を電子機器の回路基板へ直接的に接続するようなことはできなかった。
この発明は、駆動ICをCOG実装した液晶表示装置におけるこれらの問題を解決するためになされたものであり、基板の額縁部の幅を狭くすることができ、且つ、駆動ICの多数の出力端子を表示部の各電極に接続するための多数の配線パターンを、基板上に相互の絶縁を確実に保って容易に設けられるようにすることを目的とする。また、駆動ICの入力端子も充分な数だけ確保できるようにすること、さらには、その各入力端子を導電ゴムコネクタによって電子機器の回路基板へ直接接続できるようにすることも目的とする。
発明の開示
この発明は上記の目的を達成するため、少なくとも一方が透明な一対の基板の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部と、上記基板の該表示部から外方に延設する部分に直接搭載され、その表示部に信号を出力する多数の出力端子と、外部から信号を入力するための複数の入力端子とを備えた平面形状が長方形をなす駆動ICとを備え、この駆動ICの上記各出力端子を上記表示部の各電極にそれぞれ接続すると共に、上記各入力端子を外部と接続するフレキシブルプリント基板に形成された各プリント配線にそれぞれ接続するようにして液晶表示装置において、次のように構成する。 すなわち、上記駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、上記多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って複数列に、その各列の各出力端子の上記長辺方向の位置を互いにずらして列設する。
上記駆動ICの複数の入力端子も、該駆動ICの短辺に沿って複数列に、その各列の入力出力端子の上記短辺方向の位置を互いにずらして列設するとよい。
あるいは、上記駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、上記フレキシブルプリント基板の上記複数の入力端子との接続部を二股に分岐させて形成し、その各分岐部に形成されたプリント配線を、上記一対の各短辺に沿ってそれぞれ列設された各列の入力端子にそれぞれ接続してもよい。
また、駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って列設すると共に、平面形状が長方形をなし、その短辺が上記駆動ICの短辺と略同等の長さを有し、該短辺を上記駆動ICの複数の入力端子を列設した短辺に近接させて、上記基板の上記表示部から外方に延設する部分に搭載する補助回路基板を設けることができる。
その補助回路基板には、一方の面の上記短辺に沿って、上記駆動ICの複数の入力端子とそれぞれ接続する複数のIC接続端子を列設し、他方の面の長辺に沿って上記IC接続端子と同数の外部接続端子を列設し、略対角線方向に沿って、上記一方の面と他方の面との間を貫通して導通するスルーホールを上記IC接続端子と同数設け、上記一方の面にその各スルーホールと上記各IC接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成し、上記他方の面に上記各スルーホールと上記各外部接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成する。
この液晶表示装置において、上記駆動ICの複数の入力端子を、該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、その各短辺にそれぞれ短辺を近接させて上記補助回路基板を一対、上記基板の上記表示部から外方に延設する部分に搭載するようにしてもよい。
上記補助回路基板は、ガラスエポキシ板に、上記各IC接続端子,外部接続端子、スルーホール,および金属配線をそれぞれ銅によって形成し、その銅の表面に金メッキを施しており、上記各IC接続端子および外部接続端子上を除く全面にポリイミドによる保護膜を形成するとよい。
発明を実施するための最良の形態
この発明をより詳細に説明するために、添付図面にしたがって、この発明の実施の形態を説明する。
まず、この発明による液晶表示装置の第1の実施形態を第1図によって説明する。第1図は、その液晶表示装置の要部を示す第8図と同様な概略平面図である。
この液晶表示装置20は、少なくとも一方が透明な一対の基板21の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部22と、その基板21の表示部22から外方に延設する部分である額縁部21a上に駆動IC10を搭載している。
その駆動IC10は、平面形状が長方形をなし、表示部22に信号を出力する多数の出力端子11と、外部から信号を入力するための複数の入力端子12とを、そけぞれ下面側に備えているが、図示の都合上それらを実線で示している。
その各入力端子12は、駆動IC10の一方の短辺10cに沿って2列に設けられ、その一方の列と他方の列の各入力端子12は、短辺方向の位置が互い違いになるようにずれて列設されている。
各出力端子11は、駆動IC10の一対の長辺10aと10bに沿って2列に設けられ、その一方の列と他方の列の各出力端子11は、長辺方向の位置が互い違いになるようにずれて列設されている。
この駆動IC10の各出力端子11を、表示部22内の多数の電極から基板21の額縁部21a上に延びる各接続部23に、異方性導電接着剤を介して接続する。
また、駆動IC10の各入力端子12を、基板21の額縁部21a上に駆動IC10の短辺10cに直交する方向に入力端子12の数だけ形成された接続配線24に、それぞれ異方性導電接着剤を介して接続している。さらに、その駆動IC10の短辺10cにフレキシブルプリント基板(FPC)30の折れ曲った一端30aを近接させて、そこに形成された各プリント配線31を異方性導電接着剤を介して各接続配線24に接続する。それによって、外部からの信号をこのFPC30を通して駆動IC10の各入力端子12に入力するようにしている。
この液晶表示装置20は、このように構成されており、駆動IC10の各入力端子12とFPC30の各プリント配線31との接続をその短辺10cの側方で行うので、基板21の額縁部21a上にFPC30との接合面積を充分確保することができ、充分な接合強度が得られる。しかも、駆動IC10の長辺10aの外側には、基板21にFPCの端部を固着するためスペースを設ける必要がなくなる。
したがって、額縁部21aの幅Wを従来より大幅に小さくすることができ、それによってガラス製の基板21を小さく薄くすることができるので、表示部22の面積が同じ液晶表示装置を小型・軽量化することができ、コスト低減を図ることもできる。
また、駆動IC10の入力端子12および出力端子11をそれぞれ2列ずつ列設し、各列の入力端子12は短辺方向の位置を互いにずらして配列し、各列の出力端子11は長辺方向の位置を互いにずらして配列しているので、入力端子と出力端子を必要な数だけ設けることができ、しかも、表示部22の各電極から額縁部21a上に延びて各出力端子11と接続するための多数の接続部23を相互に充分な絶縁を保って形成するのが容易になる。
次に、この発明による液晶表示装置の第2の実施形態を第2図によって説明する。第2図は、その液晶表示装置の一部を示す第1図と同様な概略平面図であり、駆動IC10と液晶表示装置20に関しては、第1図と対応する部分に同じ符号を付している。
この第2の実施形態の液晶表示装置20では、その基板21の額縁部21a上に搭載する駆動IC10が、複数の入力端子12を一方の短辺10cに沿って列設し、複数の入力端子13を他方の短辺10dに沿って列設している。
そして、FPC40の接続部を二股に分岐させて第1分岐部41と第2分岐部42を形成し、その各分岐部41,42にそれぞれ形成されたプリント配線41a,42aを、駆動IC10の各短辺10c,10dの側方で、基板21の額縁部21a上にパターン形成された接続配線25,26と図示しない異方性導電接着剤を介して、各列の入力端子12又は13と接続する。
駆動IC10の各出力端子11の配列、および表示部22内の多数の電極から基板21の額縁部21a上に延びる各接続部23との接続に関しては、第1図に示した第1の実施形態と同様であるから説明を省略する。
この液晶表示装置20によれば、駆動IC10の複数ずつの入力端子12,13を一対の短辺10c側と10d側に分けて列設したので、多くの入力端子を容易に設けることができ、且つ基板21の額縁部21a上に多数の接続配線25,26をそれぞれ互いに絶縁して形成するのも容易である。
碁板21の額縁部21aの幅Wを小さくできる点、およびそれによる効果は第1の実施形態の場合と同じである。
これらの実施形態において、基板21上に駆動IC10を実装するために、異方性導電接着剤として、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACFと略称する)を使用する場合、駆動IC10を基板21の額縁部21a上に実装した時、ACFが駆動IC10の周囲から280μm程度はみ出して硬化するので、FPCは駆動IC10の短辺10c,10dから300μm以上離す必要がある。
実装条件の例を示すと次のとうりである。
駆動ICの実装部へのACF転写条件
加熱温度:50〜100℃
加熱時間:2〜5秒
加圧圧力:20〜100kg/cm2
駆動ICの基板への本圧着実装条件
加熱温度:180〜250℃
加熱時間:3〜15秒
加圧圧力:200〜600kg/cm2
FPCのAFCによる実装条件
加熱温度:180〜200℃
加熱時間:10〜20秒
加圧圧力:20〜40kg/cm2
なお、駆動IC10の出力端子を3列以上、その各列の出力端子の長辺方向の位置を互いにずらして列設してもよい。また、駆動IC10の入力端子を両側の短辺に沿って、それぞれ複数列ずつ設けるようにしてもよい。あるいは、入力端子の一部を駆動IC10の表示部22側の長辺10bに沿って配設してもよい。その場合、その入力端子は、FPCのプリント配線と接続するための接続配線の抵抗が幾分大きくなってよい信号の入力端子とするのがよい。
また、一般に1個の液晶表示装置の基板上に複数個の駆動ICを搭載するが、その各駆動IC10の端子配列及びその各端子と表示部の各電極ならびにFPCとの接続を上述の各実施形態のようにすればよい。
次に、この発明による液晶表示装置の第3の実施形態を第3図から第7図によって説明する。
まず、この実施形態で使用する補助基板について、第3図と第4図によって説明する。第3図はその補助基板を保護膜で被覆する前の状態で示す平面図、第4図は第3図の4−4線に沿う補助基板の完成状態での断面図である。
この補助基板50は、平面形状が長方形をなすガラスエポキシ板51を主体とし、その短辺51aが前述した駆動IC10の短辺10cと略同等の長さを有する。
そして、このガラスエポキシ板51の一方の面(図では下面)に、その短辺51aに沿って駆動IC10の入力端子12と同数のIC接続端子52を列設し、他方の面(図では上面)に、その長辺51bに沿ってIC接続端子52と同数の外部接続端子54を列設し、略対角線方向に沿って、上記一方の面と他方の面との間を貫通して導通するスルーホール56を、IC接続端子52と同数設けている。
さらに、上記一方の面に各スルーホール56と各IC接続端子52とをそれぞれ個別に接続する金属配線53を形成し、上記他方の面に各スルーホール56と各外部接続端子54とをそれぞれ個別に接続する金属配線55を形成している。
これらのIC接続端子52,外部接続端子54,スルーホール56,金属配線53,55は、導電性のよい金属である銅で形成し、その表面に金メッキを施すとよい。そして、このガラスエポキシ板51の表裏両面の各IC接続端子52と各外部接続端子54の部分を除く全面に、第4図に示すようにポリイミド樹脂などによる保護膜57を形成する。
この発明による液晶表示装置の第3の実施形態は、第6図に示すように、液晶表示装置20を構成する基板21の表示部22から外方に延設した額縁部21a上に、駆動IC10と共に補助基板50を搭載する。
第5図はその駆動IC10と補助基板50との接続状態を示す。なお、この図においても、駆動IC10の各入力端子12と各出力端子11は裏面側に設けられているが、図示の都合上実線で示している。また、第6図に示す表示部22の各電極と駆動IC10の各出力端子11とを接続する接続部23、および駆動IC10の各入力端子12と補助基板50の各IC接続端子とを接続するための接続配線24は、基板21の額縁部21a上に酸化インジューム錫(ITO)等の透明導電膜によってパターン形成されており、駆動IC10と重なる部分は破線にすべきであるが、わかりやすくするために実線で示している。
前述の第1の実施形態の場合と同様に、第6図に示す液晶表示装置20の基板21の額縁部21a上に、表示部22の各電極から延設する多数の接続部23と、接続配線24とがパターン形成されている駆動IC10の実装領域に、異方性導電接着剤であるACFを転写する。
そして、その上に駆動IC10を各入力端子12を各接続配線24に、各出力端子11を各接続部23にそれぞれ位置合わせして搭載し、加熱および加圧して圧着し、駆動IC10を基板21上に固定すると同時に、各入力端子12をACFを介して各接続配線24に個別に電気的に接続し、各出力端子11をACFを介して各接続部23と個別に電気的に接続する。
その後、駆動IC10の側方に補助基板50を、駆動IC10の入力端子12を列設した短辺10cに、IC接続端子52を列設した短辺51aを近接させて搭載する。このとき、駆動IC10の短辺10cその補助基板50の短辺51aとの間隔(第6図に示すギャップG)は、300μm以上とする。
そして、補助基板50の各IC接続端子52と基板21上の各接続配線24とをACFあるいは銀ペーストなどによって、個別に電気的に接続するとともに、補助基板50を基板21上に固定する。
これによって、駆動IC10の各入力端子12は、接続配線24を介して補助基板50の各IC接続端子52と個別に電気的に接続され、さらに補助基板50の金属配線53,55およびスルーホール56によって、各外部接続端子54と個別に電気的に接続される。
したがって、この補助基板50上に、仮想線で示すようにFPC35の一端部をACF等の異方性導電接着剤によって接着することによって、各外部接続端子54をそのFPC35の各プリント配線に個別に接続することができる。補助基板50のガラスエポキシ板51は、液晶表示装置20の基板21をなすガラスよりも異方性導電接着剤による接合強度が強いので、接合面積が小さくても確実に接合できる。 あるいは、補助基板50の各外部接続端子54とFPC35の各プリント配線とをハンダによって電気的に接続すると共に、FPC35の一端部を補助基板50にに固着することもあできる。その場合は、加熱はするが印加する圧力は小さくする。 この実施形態によっても、第6図に示す額縁部21aの幅Wを、駆動IC10の幅より幾分大きい程度にすることができ、従来より額縁部21aの面積を大幅に低減し、前述した各実施形態と同様な効果が得られる。
また、駆動IC10の2列の各入力端子12を、補助基板50によって一列にし、その配列方向を90度変換して基板21の外縁に沿う方向にし、補助基板50の上面の外部接続端子54に転換することができ、その端子間隔も広げることができる。そして、接続配線24はITO等の透明導電膜でパターン形成されるが、外部接続端子54は金属端子である。
したがって、FPC等の接続を容易且つ確実に行うことができる。さらに、この液晶表示装置20を電子機器の回路基板上に重ねて配置し、導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)を用いて、補助基板50の各外部接続端子54を回路基板上の各接続端子に個別に接続することも可能である。
第7図はその例を示す図であり、電子機器の回路基板60上に、液晶表示装置20を基板21の駆動IC10を搭載した面を対向させて重ねて配置し、補助基板50と回路基板60との間に導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)70を挟持させる。
第7図には示されていないが、補助基板50の導電ゴムコネクタ70と接する位置には第5図に示した外部接続端子54が列設されており、回路基板60の導電ゴムコネクタ70と接する位置には回路基板側の接続端子が列設されている。
導電ゴムコネクタ70は公知のものであるが、導電ゴムと絶縁ゴムとが端子の配列方向(第7図では横方向)に交互に積層されたもので、この導電ゴムコネクタ70を挾んで対向する両端子間を電気的に導通させるが、隣接する端子とは絶縁を保つ。
このようにすれば、液晶表示装置20の駆動IC10と電子機器の回路基板60との電気的な接続を短距離で直接的に行うことができ、安定した信頼性の高い接続を実現できる。また、液晶表示装置を備えた電子機器の自動組立ても可能になる。
なお、この実施形態では、駆動ICの一方の短辺側にのみ補助基板を設けたが、第2図に示した駆動IC10のように両方の短辺に沿ってそれぞれ入力端子を列設している場合には、補助基板も両側に設ければよい。その場合、一対の補助基板の各端子配置を対象的にする。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明によれば、液晶表示装置の基板上の駆動ICを実装する領域(額縁部)の面積を少なくして、表示部の面積を小さくすることなく、液晶表示装置を小型化することができる。そして、基板のガラスを小さくして薄くすることができるので、コストダウンを図ることもできる。
さらに、入力端子と出力端子を必要な数だけ設けることができ、しかも、表示部の各電極から額縁部上に延びて駆動ICの各出力端子と接続するための多数の接続部を、相互に充分な絶縁を保って形成するのが容易になる。
また、補助基板を設けることにより、液晶表示装置を搭載する電子機器の回路基板と駆動ICとを接続するためのFPC等の接続を容易且つ確実に行うことができる。さらに、液晶表示装置を電子機器の回路基板上に重ねて配置し、導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)を用いて、駆動ICを補助基板を介して回路基板に電気的に接続することも可能になる。
それによって、液晶表示装置を備えた電子機器の自動組立ても可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による液晶表示装置の第1の実施形態の要部を示す概略平面図である。
第2図はこの発明による液晶表示装置の第2の実施形態の要部を示す概略平面図である。
第3図はこの発明による液晶表示装置の第3の実施形態に用いる補助基板を保護膜で被覆する前の状態で示す平面図である。
第4図は第3図の4−4線に沿う補助基板の完成状態での断面図である。
第5図は駆動ICと補助基板を接続した状態を示す平面図である。
第6図は駆動ICと補助基板を搭載した液晶表示装置の要部を示す概略平面図である。
第7図はその液晶表示装置と電子機器の回路基板との接続例を示す概略側面図である。
第8図は従来の液晶表示装置の要部を示す概略平面図である。
この発明は液晶表示装置に関し、特に表示部を駆動するための半導体集積回路(この明細書中ではこれを「駆動IC」と称す)を基板上に直接実装した構造の液晶表示装置に関する。
背景技術
液晶表示装置は、液晶テレビ,ビデオカメラ,パーソナルコンピュータ,ワードプロセッサ,電子卓上計算機,その他各種情報処理機器などの表示装置として広く使用されている。
特に、表示部を駆動するための駆動ICをガラスなどの基板上に直接実装する、いわゆるCOG(チップ・オン・グラス)実装法は、実装部が極めてコンパクトでかつ実装コストも低いため、実用化が進んでいる。
第8図に、従来の駆動ICを用いたCOG実装法による液晶表示装置の要部の概略平面図を示す。
この図に示すように、従来の駆動IC100は一般に平面形状が長方形をなし、その下面の一方の長辺100aに沿って多数の出力端子110を列設すると共に、他方の長辺100bに沿って複数の入力端子120を列設している。
なお、駆動IC100の各入力端子120および各出力端子110は、その下面側に設けられているが、図示の都合上実線で示している。
そして、この駆動IC100を搭載する従来の液晶表示装置200は、少なくとも一方が透明な一対の基板210の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の透明導電膜による電極を備えた表示部220を有し、その基板210の表示部220から外方に延設する部分である額縁部211上に駆動IC100を直接搭載し、その出力端子110を列設した長辺を表示部220の一辺に近接させている。
そして、駆動IC100の各出力端子110を、表示部220内の多数の電極から基板210の額縁部211に延びる各接続部221に、異方性導電接着剤を介して接続する。
また、駆動IC100の各入力端子120を、額縁部211上にパターン形成された透明導電膜による接続配線212に異方性導電接着剤を介して接続し、さらに、その駆動IC100の長辺100bにフレキシブルプリント基板(以下「FPC」と略称する)300の一端300aを近接させて、それに形成された各プリント配線301を異方性導電接着剤を介して各接続配線212に接続する。それによって、外部からの信号をこのFPC300を通して駆動IC100の各入力端子120に入力するようにしている。
しかしながら、このような構成の液晶表示装置200は、基板210の額縁部211に、駆動IC100を搭載するための幅(駆動IC100の短辺の長さに相当する)と、その各出力端子110を表示部220の各電極に接続するための幅と、各入力端子120をFPC300の各プリント配線301に接続するための幅(これが一番大きい)とが必要になる。基板210は一般にガラスからなり、異方性導電接着剤との接着強度が低いため、FPC300の接合強度力を充分確保しようとすると、基板210との接着部の面積を大きくせざるを得ない。そのため、額縁部211の幅Wが広くなってしまうという問題があった。
額縁部211の幅Wが広くなると、表示部220の有効面積に対して液晶表示装置全体の大きさが大きくなってしまう。また、ガラスによる基板210が大きくなり、強度が弱くなるため厚くする必要があるので、コスト高になるなどの不都合があった。
また、駆動IC100の多数の出力端子110を一方の長辺に沿って全て配列すると、相互の絶縁を保てなくなったり、配列しきれなくなるという問題もあった。 そこで、例えば米国特許第5,576,868号明細書に見られるように、駆動ICの裏面の一方の短辺に沿って複数の入力端子を列設すると共に、それ以外の全面に多数の出力端子を長辺と短辺に沿ってマトリクス状に配列し、その駆動ICを液晶表示装置の基板の額縁部に搭載したものがある。
このようにすれば、駆動ICの短辺側でFPC等の外部配線を接続することができるので、駆動ICの表示部に近接する長辺と反対側の長辺の外側にFPC等を接続するためのスペースが不要になり、額縁部の幅を狭くすることができる。
しかし、駆動ICの多数の出力端子が縦横に整列してマトリクス状に配列されているため、その数が多くなると、各出力端子と表示部の各電極とを接続するための配線パターンを相互に充分な絶縁を保って基板上に形成するのが極めて難しいという問題があった。
また、駆動ICの入力端子も一方の短辺に沿って配列するだけでは数が足りなくなることがあるという問題もあり、またFPCを用いずに、導電ゴムコネクタ等によって各入力端子を電子機器の回路基板へ直接的に接続するようなことはできなかった。
この発明は、駆動ICをCOG実装した液晶表示装置におけるこれらの問題を解決するためになされたものであり、基板の額縁部の幅を狭くすることができ、且つ、駆動ICの多数の出力端子を表示部の各電極に接続するための多数の配線パターンを、基板上に相互の絶縁を確実に保って容易に設けられるようにすることを目的とする。また、駆動ICの入力端子も充分な数だけ確保できるようにすること、さらには、その各入力端子を導電ゴムコネクタによって電子機器の回路基板へ直接接続できるようにすることも目的とする。
発明の開示
この発明は上記の目的を達成するため、少なくとも一方が透明な一対の基板の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部と、上記基板の該表示部から外方に延設する部分に直接搭載され、その表示部に信号を出力する多数の出力端子と、外部から信号を入力するための複数の入力端子とを備えた平面形状が長方形をなす駆動ICとを備え、この駆動ICの上記各出力端子を上記表示部の各電極にそれぞれ接続すると共に、上記各入力端子を外部と接続するフレキシブルプリント基板に形成された各プリント配線にそれぞれ接続するようにして液晶表示装置において、次のように構成する。 すなわち、上記駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、上記多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って複数列に、その各列の各出力端子の上記長辺方向の位置を互いにずらして列設する。
上記駆動ICの複数の入力端子も、該駆動ICの短辺に沿って複数列に、その各列の入力出力端子の上記短辺方向の位置を互いにずらして列設するとよい。
あるいは、上記駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、上記フレキシブルプリント基板の上記複数の入力端子との接続部を二股に分岐させて形成し、その各分岐部に形成されたプリント配線を、上記一対の各短辺に沿ってそれぞれ列設された各列の入力端子にそれぞれ接続してもよい。
また、駆動ICの複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って列設すると共に、平面形状が長方形をなし、その短辺が上記駆動ICの短辺と略同等の長さを有し、該短辺を上記駆動ICの複数の入力端子を列設した短辺に近接させて、上記基板の上記表示部から外方に延設する部分に搭載する補助回路基板を設けることができる。
その補助回路基板には、一方の面の上記短辺に沿って、上記駆動ICの複数の入力端子とそれぞれ接続する複数のIC接続端子を列設し、他方の面の長辺に沿って上記IC接続端子と同数の外部接続端子を列設し、略対角線方向に沿って、上記一方の面と他方の面との間を貫通して導通するスルーホールを上記IC接続端子と同数設け、上記一方の面にその各スルーホールと上記各IC接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成し、上記他方の面に上記各スルーホールと上記各外部接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成する。
この液晶表示装置において、上記駆動ICの複数の入力端子を、該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、その各短辺にそれぞれ短辺を近接させて上記補助回路基板を一対、上記基板の上記表示部から外方に延設する部分に搭載するようにしてもよい。
上記補助回路基板は、ガラスエポキシ板に、上記各IC接続端子,外部接続端子、スルーホール,および金属配線をそれぞれ銅によって形成し、その銅の表面に金メッキを施しており、上記各IC接続端子および外部接続端子上を除く全面にポリイミドによる保護膜を形成するとよい。
発明を実施するための最良の形態
この発明をより詳細に説明するために、添付図面にしたがって、この発明の実施の形態を説明する。
まず、この発明による液晶表示装置の第1の実施形態を第1図によって説明する。第1図は、その液晶表示装置の要部を示す第8図と同様な概略平面図である。
この液晶表示装置20は、少なくとも一方が透明な一対の基板21の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部22と、その基板21の表示部22から外方に延設する部分である額縁部21a上に駆動IC10を搭載している。
その駆動IC10は、平面形状が長方形をなし、表示部22に信号を出力する多数の出力端子11と、外部から信号を入力するための複数の入力端子12とを、そけぞれ下面側に備えているが、図示の都合上それらを実線で示している。
その各入力端子12は、駆動IC10の一方の短辺10cに沿って2列に設けられ、その一方の列と他方の列の各入力端子12は、短辺方向の位置が互い違いになるようにずれて列設されている。
各出力端子11は、駆動IC10の一対の長辺10aと10bに沿って2列に設けられ、その一方の列と他方の列の各出力端子11は、長辺方向の位置が互い違いになるようにずれて列設されている。
この駆動IC10の各出力端子11を、表示部22内の多数の電極から基板21の額縁部21a上に延びる各接続部23に、異方性導電接着剤を介して接続する。
また、駆動IC10の各入力端子12を、基板21の額縁部21a上に駆動IC10の短辺10cに直交する方向に入力端子12の数だけ形成された接続配線24に、それぞれ異方性導電接着剤を介して接続している。さらに、その駆動IC10の短辺10cにフレキシブルプリント基板(FPC)30の折れ曲った一端30aを近接させて、そこに形成された各プリント配線31を異方性導電接着剤を介して各接続配線24に接続する。それによって、外部からの信号をこのFPC30を通して駆動IC10の各入力端子12に入力するようにしている。
この液晶表示装置20は、このように構成されており、駆動IC10の各入力端子12とFPC30の各プリント配線31との接続をその短辺10cの側方で行うので、基板21の額縁部21a上にFPC30との接合面積を充分確保することができ、充分な接合強度が得られる。しかも、駆動IC10の長辺10aの外側には、基板21にFPCの端部を固着するためスペースを設ける必要がなくなる。
したがって、額縁部21aの幅Wを従来より大幅に小さくすることができ、それによってガラス製の基板21を小さく薄くすることができるので、表示部22の面積が同じ液晶表示装置を小型・軽量化することができ、コスト低減を図ることもできる。
また、駆動IC10の入力端子12および出力端子11をそれぞれ2列ずつ列設し、各列の入力端子12は短辺方向の位置を互いにずらして配列し、各列の出力端子11は長辺方向の位置を互いにずらして配列しているので、入力端子と出力端子を必要な数だけ設けることができ、しかも、表示部22の各電極から額縁部21a上に延びて各出力端子11と接続するための多数の接続部23を相互に充分な絶縁を保って形成するのが容易になる。
次に、この発明による液晶表示装置の第2の実施形態を第2図によって説明する。第2図は、その液晶表示装置の一部を示す第1図と同様な概略平面図であり、駆動IC10と液晶表示装置20に関しては、第1図と対応する部分に同じ符号を付している。
この第2の実施形態の液晶表示装置20では、その基板21の額縁部21a上に搭載する駆動IC10が、複数の入力端子12を一方の短辺10cに沿って列設し、複数の入力端子13を他方の短辺10dに沿って列設している。
そして、FPC40の接続部を二股に分岐させて第1分岐部41と第2分岐部42を形成し、その各分岐部41,42にそれぞれ形成されたプリント配線41a,42aを、駆動IC10の各短辺10c,10dの側方で、基板21の額縁部21a上にパターン形成された接続配線25,26と図示しない異方性導電接着剤を介して、各列の入力端子12又は13と接続する。
駆動IC10の各出力端子11の配列、および表示部22内の多数の電極から基板21の額縁部21a上に延びる各接続部23との接続に関しては、第1図に示した第1の実施形態と同様であるから説明を省略する。
この液晶表示装置20によれば、駆動IC10の複数ずつの入力端子12,13を一対の短辺10c側と10d側に分けて列設したので、多くの入力端子を容易に設けることができ、且つ基板21の額縁部21a上に多数の接続配線25,26をそれぞれ互いに絶縁して形成するのも容易である。
碁板21の額縁部21aの幅Wを小さくできる点、およびそれによる効果は第1の実施形態の場合と同じである。
これらの実施形態において、基板21上に駆動IC10を実装するために、異方性導電接着剤として、異方性導電フィルム(Anisotropic Conductive Film:ACFと略称する)を使用する場合、駆動IC10を基板21の額縁部21a上に実装した時、ACFが駆動IC10の周囲から280μm程度はみ出して硬化するので、FPCは駆動IC10の短辺10c,10dから300μm以上離す必要がある。
実装条件の例を示すと次のとうりである。
駆動ICの実装部へのACF転写条件
加熱温度:50〜100℃
加熱時間:2〜5秒
加圧圧力:20〜100kg/cm2
駆動ICの基板への本圧着実装条件
加熱温度:180〜250℃
加熱時間:3〜15秒
加圧圧力:200〜600kg/cm2
FPCのAFCによる実装条件
加熱温度:180〜200℃
加熱時間:10〜20秒
加圧圧力:20〜40kg/cm2
なお、駆動IC10の出力端子を3列以上、その各列の出力端子の長辺方向の位置を互いにずらして列設してもよい。また、駆動IC10の入力端子を両側の短辺に沿って、それぞれ複数列ずつ設けるようにしてもよい。あるいは、入力端子の一部を駆動IC10の表示部22側の長辺10bに沿って配設してもよい。その場合、その入力端子は、FPCのプリント配線と接続するための接続配線の抵抗が幾分大きくなってよい信号の入力端子とするのがよい。
また、一般に1個の液晶表示装置の基板上に複数個の駆動ICを搭載するが、その各駆動IC10の端子配列及びその各端子と表示部の各電極ならびにFPCとの接続を上述の各実施形態のようにすればよい。
次に、この発明による液晶表示装置の第3の実施形態を第3図から第7図によって説明する。
まず、この実施形態で使用する補助基板について、第3図と第4図によって説明する。第3図はその補助基板を保護膜で被覆する前の状態で示す平面図、第4図は第3図の4−4線に沿う補助基板の完成状態での断面図である。
この補助基板50は、平面形状が長方形をなすガラスエポキシ板51を主体とし、その短辺51aが前述した駆動IC10の短辺10cと略同等の長さを有する。
そして、このガラスエポキシ板51の一方の面(図では下面)に、その短辺51aに沿って駆動IC10の入力端子12と同数のIC接続端子52を列設し、他方の面(図では上面)に、その長辺51bに沿ってIC接続端子52と同数の外部接続端子54を列設し、略対角線方向に沿って、上記一方の面と他方の面との間を貫通して導通するスルーホール56を、IC接続端子52と同数設けている。
さらに、上記一方の面に各スルーホール56と各IC接続端子52とをそれぞれ個別に接続する金属配線53を形成し、上記他方の面に各スルーホール56と各外部接続端子54とをそれぞれ個別に接続する金属配線55を形成している。
これらのIC接続端子52,外部接続端子54,スルーホール56,金属配線53,55は、導電性のよい金属である銅で形成し、その表面に金メッキを施すとよい。そして、このガラスエポキシ板51の表裏両面の各IC接続端子52と各外部接続端子54の部分を除く全面に、第4図に示すようにポリイミド樹脂などによる保護膜57を形成する。
この発明による液晶表示装置の第3の実施形態は、第6図に示すように、液晶表示装置20を構成する基板21の表示部22から外方に延設した額縁部21a上に、駆動IC10と共に補助基板50を搭載する。
第5図はその駆動IC10と補助基板50との接続状態を示す。なお、この図においても、駆動IC10の各入力端子12と各出力端子11は裏面側に設けられているが、図示の都合上実線で示している。また、第6図に示す表示部22の各電極と駆動IC10の各出力端子11とを接続する接続部23、および駆動IC10の各入力端子12と補助基板50の各IC接続端子とを接続するための接続配線24は、基板21の額縁部21a上に酸化インジューム錫(ITO)等の透明導電膜によってパターン形成されており、駆動IC10と重なる部分は破線にすべきであるが、わかりやすくするために実線で示している。
前述の第1の実施形態の場合と同様に、第6図に示す液晶表示装置20の基板21の額縁部21a上に、表示部22の各電極から延設する多数の接続部23と、接続配線24とがパターン形成されている駆動IC10の実装領域に、異方性導電接着剤であるACFを転写する。
そして、その上に駆動IC10を各入力端子12を各接続配線24に、各出力端子11を各接続部23にそれぞれ位置合わせして搭載し、加熱および加圧して圧着し、駆動IC10を基板21上に固定すると同時に、各入力端子12をACFを介して各接続配線24に個別に電気的に接続し、各出力端子11をACFを介して各接続部23と個別に電気的に接続する。
その後、駆動IC10の側方に補助基板50を、駆動IC10の入力端子12を列設した短辺10cに、IC接続端子52を列設した短辺51aを近接させて搭載する。このとき、駆動IC10の短辺10cその補助基板50の短辺51aとの間隔(第6図に示すギャップG)は、300μm以上とする。
そして、補助基板50の各IC接続端子52と基板21上の各接続配線24とをACFあるいは銀ペーストなどによって、個別に電気的に接続するとともに、補助基板50を基板21上に固定する。
これによって、駆動IC10の各入力端子12は、接続配線24を介して補助基板50の各IC接続端子52と個別に電気的に接続され、さらに補助基板50の金属配線53,55およびスルーホール56によって、各外部接続端子54と個別に電気的に接続される。
したがって、この補助基板50上に、仮想線で示すようにFPC35の一端部をACF等の異方性導電接着剤によって接着することによって、各外部接続端子54をそのFPC35の各プリント配線に個別に接続することができる。補助基板50のガラスエポキシ板51は、液晶表示装置20の基板21をなすガラスよりも異方性導電接着剤による接合強度が強いので、接合面積が小さくても確実に接合できる。 あるいは、補助基板50の各外部接続端子54とFPC35の各プリント配線とをハンダによって電気的に接続すると共に、FPC35の一端部を補助基板50にに固着することもあできる。その場合は、加熱はするが印加する圧力は小さくする。 この実施形態によっても、第6図に示す額縁部21aの幅Wを、駆動IC10の幅より幾分大きい程度にすることができ、従来より額縁部21aの面積を大幅に低減し、前述した各実施形態と同様な効果が得られる。
また、駆動IC10の2列の各入力端子12を、補助基板50によって一列にし、その配列方向を90度変換して基板21の外縁に沿う方向にし、補助基板50の上面の外部接続端子54に転換することができ、その端子間隔も広げることができる。そして、接続配線24はITO等の透明導電膜でパターン形成されるが、外部接続端子54は金属端子である。
したがって、FPC等の接続を容易且つ確実に行うことができる。さらに、この液晶表示装置20を電子機器の回路基板上に重ねて配置し、導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)を用いて、補助基板50の各外部接続端子54を回路基板上の各接続端子に個別に接続することも可能である。
第7図はその例を示す図であり、電子機器の回路基板60上に、液晶表示装置20を基板21の駆動IC10を搭載した面を対向させて重ねて配置し、補助基板50と回路基板60との間に導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)70を挟持させる。
第7図には示されていないが、補助基板50の導電ゴムコネクタ70と接する位置には第5図に示した外部接続端子54が列設されており、回路基板60の導電ゴムコネクタ70と接する位置には回路基板側の接続端子が列設されている。
導電ゴムコネクタ70は公知のものであるが、導電ゴムと絶縁ゴムとが端子の配列方向(第7図では横方向)に交互に積層されたもので、この導電ゴムコネクタ70を挾んで対向する両端子間を電気的に導通させるが、隣接する端子とは絶縁を保つ。
このようにすれば、液晶表示装置20の駆動IC10と電子機器の回路基板60との電気的な接続を短距離で直接的に行うことができ、安定した信頼性の高い接続を実現できる。また、液晶表示装置を備えた電子機器の自動組立ても可能になる。
なお、この実施形態では、駆動ICの一方の短辺側にのみ補助基板を設けたが、第2図に示した駆動IC10のように両方の短辺に沿ってそれぞれ入力端子を列設している場合には、補助基板も両側に設ければよい。その場合、一対の補助基板の各端子配置を対象的にする。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明によれば、液晶表示装置の基板上の駆動ICを実装する領域(額縁部)の面積を少なくして、表示部の面積を小さくすることなく、液晶表示装置を小型化することができる。そして、基板のガラスを小さくして薄くすることができるので、コストダウンを図ることもできる。
さらに、入力端子と出力端子を必要な数だけ設けることができ、しかも、表示部の各電極から額縁部上に延びて駆動ICの各出力端子と接続するための多数の接続部を、相互に充分な絶縁を保って形成するのが容易になる。
また、補助基板を設けることにより、液晶表示装置を搭載する電子機器の回路基板と駆動ICとを接続するためのFPC等の接続を容易且つ確実に行うことができる。さらに、液晶表示装置を電子機器の回路基板上に重ねて配置し、導電ゴムコネクタ(ゼブラゴム)を用いて、駆動ICを補助基板を介して回路基板に電気的に接続することも可能になる。
それによって、液晶表示装置を備えた電子機器の自動組立ても可能になる。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明による液晶表示装置の第1の実施形態の要部を示す概略平面図である。
第2図はこの発明による液晶表示装置の第2の実施形態の要部を示す概略平面図である。
第3図はこの発明による液晶表示装置の第3の実施形態に用いる補助基板を保護膜で被覆する前の状態で示す平面図である。
第4図は第3図の4−4線に沿う補助基板の完成状態での断面図である。
第5図は駆動ICと補助基板を接続した状態を示す平面図である。
第6図は駆動ICと補助基板を搭載した液晶表示装置の要部を示す概略平面図である。
第7図はその液晶表示装置と電子機器の回路基板との接続例を示す概略側面図である。
第8図は従来の液晶表示装置の要部を示す概略平面図である。
Claims (8)
- 少なくとも一方が透明な一対の基板の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部と、
前記基板の該表示部から外方に延設する部分に直接搭載され、前記表示部に信号を出力する多数の出力端子と、外部から信号を入力するための複数の入力端子とを備えた平面形状が長方形をなす駆動ICとを備え、
この駆動ICの前記各出力端子を前記表示部の前記各電極にそれぞれ接続すると共に、前記各入力端子を外部と接続するフレキシブルプリント基板に形成された各プリント配線にそれぞれ接続するようにした液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、前記多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って複数列に、その各列の各出力端子の前記長辺方向の位置を互いにずらして列設したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第1項に記載の液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って複数列に、その各列の入力出力端子の前記短辺方向の位置を互いにずらして列設したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第1項に記載の液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、前記フレキシブルプリント基板の前記複数の入力端子との接続部を二股に分岐させて形成し、その各分岐部に形成されたプリント配線を、前記一対の各短辺に沿ってそれぞれ列設された各列の入力端子にそれぞれ接続したことを特徴とする液晶表示装置。 - 少なくとも一方が透明な一対の基板の間に液晶層を封入し、その液晶層の各画素領域ごとに選択的に電圧を印加するための多数の電極を備えた表示部と、
前記基板の該表示部から外方に延設する部分に直接搭載され、前記表示部に信号を出力する多数の出力端子と、外部から信号を入力するための複数の入力端子とを備えた平面形状が長方形をなす駆動ICとを備えた液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って列設し、前記多数の出力端子を該駆動ICの長辺に沿って列設すると共に、
平面形状が長方形をなし、その短辺が前記駆動ICの短辺と略同等の長さを有し、該短辺を前記駆動ICの複数の入力端子を列設した短辺に近接させて、前記基板の前記表示部から外方に延設する部分に搭載する補助回路基板を設け、
その補助回路基板の一方の面の前記短辺に沿って、前記駆動ICのの複数の入力端子とそれぞれ接続する複数のIC接続端子を列設し、他方の面の長辺に沿って前記IC接続端子と同数の外部接続端子を列設し、略対角線方向に沿って、前記一方の面と他方の面との間を貫通して導通するスルーホールを前記IC接続端子と同数設け、前記一方の面にその各スルーホールと前記各IC接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成し、前記他方の面に前記各スルーホールと前記各外部接続端子とをそれぞれ個別に接続する金属配線を形成したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第4項に記載の液晶表示装置において、
前記多数の出力端子を前記駆動ICの長辺に沿って複数列に、その各列の各出力端子の前記長辺方向の位置を互いにずらして列設したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第4項に記載の液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を該駆動ICの短辺に沿って複数列に、その各列の入力出力端子の前記短辺方向の位置を互いにずらして列設したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第4項に記載の液晶表示装置において、
前記駆動ICの前記複数の入力端子を、該駆動ICの一対の短辺の両方に沿ってそれぞれ複数個ずつ列設し、その各短辺にそれぞれ短辺を近接させて前記補助回路基板を一対、前記基板の前記表示部から外方に延設する部分に搭載したことを特徴とする液晶表示装置。 - 請求の範囲第4項に記載の液晶表示装置において、
前記補助回路基板は、ガラスエポキシ板に、前記各IC接続端子,外部接続端子、スルーホール,および金属配線がそれぞれ銅によって形成され、その銅の表面に金メッキが施されており、前記各IC接続端子および外部接続端子上を除く全面にポリイミドによる保護膜が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
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