KR100266356B1 - 접혀구부러진 구동용 다층가요성 회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치 - Google Patents

접혀구부러진 구동용 다층가요성 회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치 Download PDF

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노리히사 후카야마
나오토 코바야시
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나시모토 류조
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가나이 쓰도무
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Abstract

본 발명은, 구동용 다층가요성회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치에 있어서, 되접어 꺾을때에, 가요성기판의 단선을 방지하고, 신뢰성좋게 접어구부리기 가능하게 하고, 백라이트부재의 조립성과 신뢰성을 향상시키고, 또, 노이즈내성도 향상시키는 것을 목적으로 한것이며, 그 구성에 있어서, 액정표시소자를 구성하는 한쪽의 투명유리기판(SUB1)의 단부에, 가요성기판(FPC2)의 일단부가 접속되고, 상기 기판(SUBl)의 끝변의 바깥쪽근처에서 중간부가 되접어 꺾어지고, 타단부가기판(SUBl)의 단부의 아래쪽에 배치되고, 또한, 가요성기판(FPC2)의 필름(BFl)의 단부가 접어구부린선방향을 따라서 물결형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한 것이다.

Description

접혀구부러진 구동용 다층가요성 회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치
본 발명은, 좁은 프레임구조의 액정표시장치, 특히, 접혀구부러진 구동용 다층가요성회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치에 관한 것이다.
예를들면 액티브·매트릭스방식의 액정표시장치의 액정표시소자에서는, 액정층을 개재해서 서로 대향배치되는 유리등으로 이루어진 2매의 투명절연기판가운데, 그 한쪽의 투명절연기판의 액정층쪽의 면에, 그 X방향으로 뻗어있고, Y방향으로 병설되는 게이트선군과, 이 게이트선군과 절연되어서 Y방향으로 뻗어있고, X방향으로 병설되는 드레인선군이 형성되어 있다.
이들 게이트선군과 드레인선군에 의해 둘러싸인 각 영역이 각각 화소영역으로되고, 이 화소영역에 스위칭소자로서 예를들면 박막트랜지스터(TFT)와 투명화소전극이 형성되어 있다.
게이트선에 주사신호가 공급되므로서, 박막트랜지스터가 ON되고, 이 ON된 박막 트랜지스터를 개재해서 드레인선으로부터의 영상신호가 화소전극에 공급된다.
또한, 드레인선군의 각드레인선은 물론이고, 게이트선군의 각게이트선에 있어서도, 각각 투명절연기판의 주변으로까지 뻗어서 입력배선단자를 구성하고, 이 입력배선단자에 각각 접속되어서 영상구동회로, 게이트주사구동회로, 즉, 이들을 구성하는 복수개의 구동용 IC(반도체집적회로)가 상기 투명절연기판의 주변에 외부부착 되도록 되어있다. 즉, 이들 각 구도용 IC를 탑재한 테이프캐리어패키지(TCP)를 기판의 주변에 복수개 외부부착한다.
그러나, 이와같이 투명절연기판은, 그주변에 구동용 IC가 탑재된 TCP가 외부부착되는 구성으로 되어있으므로, 이들 회로에 의해서, 투명절연기판의 게이트선군과 드레인선군과의 교차영역에 의해서 구성되는 표시영역의 윤곽과, 액정표시모듈의 케이스외부프레임의 윤곽과의 사이의 영역(통상, 프레임이라 칭하고 있다)이 점하는 면적이 크게되어 버리며, 액정표시모듈의 외형치수를 작게하고 싶다는 요망에 어긋난다.
그러므로, 이와같은 문제를 해소하기 위하여, 즉, 액정표시소자의 고밀도화와 액정표시모듈의 외형을 될 수있는 한 축소하고 싶다는 요구에서, TCP부품을 사용하지 않고, 영상구동용 IC 및 게이트주사구동용 IC를 투명절연기판상에 직접 탑재하는 구성이 제안되었다. 이와같은 실질방식을 플립칩방식, 도는 칩·온글라스(COG)방식이라 칭한다.
최근, 정보화사회의 진전에 따라, 액정표시장치가 표시부로서 결합되는 퍼스널 컴퓨터(이하, PC라함), 워드프로세서(이하, WP라함) 등의 정보처리장치도 노트북사이즈 등의 휴대가능한 것이 요망되고 있으며, 액정표시장치의 외형치수의 축소와, 표시영역의 확대가 요망되고 있다. 예를들면, 좁은 프레임액정표시장치를 실현하는 수단으로서, 구성하는 맞겹친 2매의 투명절연기판의 한쪽의 기판상에, 구동용 IC칩을 탑재한 플립칩방식의 액정표시소자에 있어서, 구동용 IC에의 신호의 전기적 입력은, 다층가요성기판을 개재해서 공급되는 구조가, 널리 알려진 예는 아니나, 동일 출원인으로부터 선출원이 있다(일본국 특원평 6-256426).
이 구조에서는, 다층가요성기판은, 그 일단부가 상기 기판의 단부의 입력배선단자의 표면에 이방성도전막에 의해, 전기적으로 또한 기계적으로 접속되고, 중간부가 접혀구부러지고, 또한, 그 타단부는, 액정표시모듈의 프레임부 치수의 축소를 목적으로 해서, 구동용 IC를 탑재한 상기 기판의 반대면쪽으로 되접어 꺾여져 있다.
그러나, 다층가요성기판의 투명절연기판과의 접속부는 베이스필름층과 배선도체층과의 2층, 접혀구부러지는 부분은 베이스필름층과 배선도체층과 커버필름층과의 3층으로 되어 있고, 2층에서부터 3층으로되는 부분은 커버필름의 단단함에 의해 응력이 집중하고, 「＜」형상으로 접혀구부러지고, 접어구부린선과 수직방향으로 달리고 있는 상기 다중가요성기판의 배선이 단선하는 문제가 있어, 신뢰성이 낮았다.
또, 액정표시소자의 고정세화에 따라서, 구동용회로기판은 고밀도로 배선되고, 전자부품이 고밀도로 실장되는 경향에 있으나, 다층회로기판의 경우에서도 배선에 허용되는 면적이 감소하고, 그라운드라인을 층분히 넓게 형성하는 것이 곤란하게 되어간다. 이 때문에, 장치의 외부로부터 침입하는 노이즈나 내부에서 발생하는 노이즈에 의해, 안정된 표시품질을 얻을 수 없게 되거나, EMI(Electro Magnetic Interference)를 일으키는 불필요한 복사전파가 발생한다는 문제가 있다. 정세도가 해마다 높아지고 있고, 구동주파수가 증가하기 때문에, 이 노이즈의 방지는 중요한 문제로 되어오고 있었다.
또, 하나의 전압원으로부터 복수의 분압된 안정화된 전압원을 얻기위한 전원회로나, 호스트(상위연산처리회로)로부터의 표시정보를 TFT액정표시장치용의 정보로 변환하는 회로가 탑재된 인터페이스회로기판은, 종래, 액정표시소자의 한쪽변의 바깥쪽에 배치되어 있고, 프레임부의 축소화의 방해가 되고 있었다.
또, 종래의 액정표시장치에 있어서는, 형광관은, 표시부의 위쪽이나 좌우쪽에 배치되고, 형광관구동용의 인버터전원회로까지의 배선은, 도광체의 측면의 바깥쪽에 배치되어 있었다. 이 때문에, 예를들면, 인버터전원회로를 상기 액정표시장치를 표시부로서 짜넣은 정보처리장치의 표시부쪽에 배치하지 않고, 키보드쪽에 배치 할 경우, 형광관의 배선이 길어지고, 형광관의 시동성이 저하한다는 문제가 있었다.
또, 종래는, 도광체의 위에 배치될 확산시트, 프리즘시트등은, 예를들면, 도광체 등의 백라이트를 수납, 유지하는 하부쪽케이스의 한쪽변의 가장자리부분을 따라서 부착한 양면테이프에 의해 고정하고 있었다. 따라서, 확산시트, 프리즘시트 등의 백라이트의 시트류를 설치할 때, 작업성이 나쁘고, 또, 정확하고 또한 용이하게 위치결정하는 일이 곤란했다. 또, 시트류에 불량이 발생했을 경우, 이들을 분리하는 일이 어렵고, 재생이 곤란했다.
또, 종래의 도광체의 코너부는, 직각이며, 이 도광체를 수납, 지지하는 하부쪽 케이스의 이 도광체코너부의 지지부(위치결정부)도 직각이다. 따라서, 도광체의 변방향(도 12b참조)의 힘F에 대해서 약하고, 특히, 무거운 부재인 도광체가 진동이나 층격에 의해 해당액정표시장치내에서 이동하였을 경우, 하부쪽케이스의 지지부가 파손할 문제가 있었다.
본 발명의 제 1의 과제는, 일단부가 액정표시소자의 투명절연기판의 단부의 한쪽면에 접속되고, 타단부가 상기 기판의 다른 쪽면 하부에 되접어 꺽여지는 신호입력용의 가요성기판의 단선의 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상할 수 있는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 2의 과제는, 안정된 그라운드라인을 가지고, 외부로부터 침입하거나, 내부에서 발생하는 노이즈의 영향을 제거하여, 안정된 표시품질을 얻을 수 있고, 또한, EMI를 일으키는 불필요한 복사전파의 발생을 억제할 수 있고, 또, 박형화, 소형화, 대화면화에 유리한 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 제 3의 과제는, 프레임부의 폭을 축소하는데 있다.
본 발명의 제 4의 과제는 형광관의 배선길이를 짧게하므로서, 형광관의 시동성 향상을 달성하는데 있다.
본 발명의 제 5의 과제는, 백라이트의 시트류를 설치할 때, 작업성이 양호하고, 또, 정확하고 또한 용이하게 위치결정할 수 있고, 재생을 용이하게 하는데 있다.
본 발명의 제 6의 과제는, 백라이트의 도광체를 수납, 유지하는 케이스의 도광체코너부의 지지체의 파손을 방지하는데 있다.
도 1은 본 발명이 적용가능한 액정표시모듈의 분해사시도.
도 2는 액정표시모듈의 조립완성후의 표시쪽으로부터 본 정면도, 앞측면도, 우측면도, 좌측면도.
도 3은 액정표시모듈의 조립완성후의 이면도.
도 4는 액정표시소자(PNL)의 외주부에, 게이트쪽가요성기판(FPC1)과 절곡하기전의 드레인쪽 가요성기판(FPC2)를 실장한 구동회로부착액정표시소자의 정면도.
도 5는 인터페이스회로기판(PCB)를 실장한 도 4의 구동회로기판부착 액정표시소자의 이면도.
도 6은 실드케이스(SHD)를 하부에 놓고, 가요성기판(FPC1), (FPC2), 인터페이스 회로기판(PCB)를 실장한 후, 가요성기판(FPC2)를 절곡하고, 구동회로기판부착액정 표시소자(PNL)을 실드케이스(SHD)에 수납한 상태의 이면도.
도 7은, 백라이트(BL)의 정면도와 앞측면도.
도 8은 도 7의 백라이트(BL)로부터 프리즘시트(PRS), 확산시트(SRS)를 분리했을때의 백라이트(BL)의 정면도와 앞측면도.
도 9는 다른 구성예를 표시한 도 8과 마찬가지의 백라이트(BL)의 정면도와 앞측면도.
도 1O은 하부쪽케이스(MCA)의 정면도, 앞측면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도.
도 11은 도 1O의 정면도의 A부, B부, C부, D부(즉, 하부쪽 케이스(MCA)의 코너부)의 확대상세도.
도 12a는 도광판(GLB)와 이 도광판(GLB)를 수납, 유지하는 하부쪽케이스(MCA)의 위치결정부(PJ)의 코너부를 표시한 정면도.
도 12b는 종래의 도광판(GLB)에 의한 위치결정부(PJ)의 코너부에 있어서의 힘의 걸림상태를 표시한 정면도.
도 12c는 본예의 도광판(GLB)에 의한 위치결정부(PJ)의 코너부에 있어서의 힘의 걸림상태를 표시한 정면도.
도 13은 반사시트(LS)를 절곡하기전의 백라이트의 정면도와 측면도.
도 14a는 프레임그라운드를 취하기 위한 금속박판(이하, 프레임그라운드라 칭함)HS의 앞측면도.
도 14b는 도 14a의 이면도.
도 14c는 도 14a의 가로측면도.
도 14d는 도 14a, 도 14b의 A부, B부, C부, D부의 확대상세도.
도 15a는 드레인드라이버를 구동하기 위한 다층가요성기판(FPC2)의 이면(하부면)도.
도 15b는 도 15a의 정면(상부면)도.
도 16a는 도 15a의 J부의 확대상세도.
도 16b는 다층가요성기판(FPC2)의 실장 및 되접어꺾은 상대를 표시한 측면도.
도 17a는 게이트드라이버를 구동하기 위한 다층가요성기판(FPC1)의 이면(하부면)도.
도 17b는 도 17a의 정면(상부면)도.
도 18은 다층가요성기판FPC내의 신호배선과 투명절연기판(SUB1)위의 구동용 IC에의 입력신호와의 접속관계를 표시한 배선개략도.
도 19는 액정표시소자의 투명절연기판(SUB1)위에 구동용 IC를 탑재한 모양을 표시한 평면도.
도 20은 투명절연기판(SUB1)의 드레인구동용 IC의 탑재부주변과, 상기 기판의 절단선(CTl)부근의 요부평면도.
도 21a는, 도 15a의 A-A'절단선에 있어서의 단면도.
도 21b는 도 15a의 B-B'절단선에 있어서의 단면도.
도 21c는 도 15a의 C-C'절단선에 있어서의 단면도.
도 22는 절곡가능한 다층가요성기판(FPC2)의 절곡실장방법과, 다층가요성기판(FPC1)과 (FPC2)의 접속부를 표시한 사시도.
도 23a는 다층가요성기판(FPC2)의 3도체층이상의 부분(FML)에 있어서의 표면도 체층의 패턴을 표시한 정면(상부면)도.
도 23b는 도 25c의 인터페이스회로기판(PCB)의 일부확대상세정면도로서, 각각 직류전압에 고정된 메시형상패턴(ERH)에 의해서 전체면이 피복된 상태를 표시한 도면.
도 24는 도 19의 A-A절단선에 있어서의 단면도.
도 25a는 제어기부 및 전원부의 기능을 가진 인터페이스회로기판(PCB)의 이면(하부면)도.
도 25b는 탑재된 하이브리드집적회로(HI)의 부분앞측면도와 가로측면도.
도 25c는 인터페이스회로기판(PCB)의 정면(상부면)도.
도 26a는 도 2의 A-A'절단선에 있어서의 단면도.
도 26b는 도 2의 B-B'절단선에 있어서의 단면도.
도 27a는 도 2의 C-C'절단선에 있어서의 단면도.
도 27b는 도 2의 D-D'절단선에 있어서의 단면도.
도 28은 프레임그라운드(HS)의 납땜접속상태를 표시한 도 26(a)의 요부확대상세도.
도 29는 액정표시모듈의 액정표시소자와 그 주변에 배치된 회로를 표시한 블록도.
도 30은 TFT액정표시모듈의 등가회로를 표시한 블록도.
도 31은 TFT액정표시모듈에 있어서의 표시제어장치로부터 게이트 및 드레인드라이버에의 표시용데이터와 클록신호의 흐름을 표시한 도면.
도 32는 TFT액정표시모듈에 있어서의, 공통전극에 인가되는 공통전압, 드레인전극에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 레벨 및 그 파형을 표시한 도면.
도 33은 TFT액정표시모듈의 각 드라이버의 개략구성과, 신호의 흐름을 표시한 블록도.
도 34는 TFT액정표시모듈에 있어서의 본체 컴퓨터로부터 표시제어장치에 입력되는 표시데이터 및 표시제어장치로부터 게이트, 드레인에 출력되는 신호의 타이밍차트를 표시한 도면.
도 35는 액정표시모듈을 실장한 노트북형의 퍼스널컴퓨터, 또는 워드프로세서의 사시도.
도 36은 액정표시모듈을 실장한 다른 노트북형의 퍼스널컴퓨터, 또는 워드프로세서의 사시도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
PNL : 액정표시소자 SUB1 : 하부투명절연기판
FPC2 : 드레인선구동용가요성기판 FML : 다층배선부분
FSL : 돌출부분 TM : 출력단자
BF1 : 폴리이미드필름 Px : 파상(波狀)필름의 파장
Py : 파고(물결의 진폭X2) P1 : 물결의 산끼리를 잇는 직선
P2 : 물결의 골끼리를 잇는 직선 LY2 : 접속부의 길이
LY1 : 접속부와 물결의 산끼리를 잇는 직선P1과의 사이의 길이
ALMD : 얼라인먼트마크 IC : 구동용 IC칩
ACF : 이방성도전막 BAT : 양면테이프
GLB : 도광판 SPS : 확산시트
PRS : 프리즘시트 MCA : 하부쪽케이스
SLV : 슬리브 MPN : 핀형상의 볼록부
상기 제 1의 과제를 해결하기 위하여, 제 1의 수단은, 액정층을 개재해서 맞포갠 2매의 투명절연기판의 한쪽의 기판면위에, 구동용 IC칩을 탑재한 플립칩방식의 액정표시소자와, 상기 한쪽의 기판단부의 표면에 접속되고, 중간부가 되접어 꺾여지고, 타단부가 상기 한쪽의 기판단부의 다른쪽의 표면의 하부에 배치된 가요성회로기판을 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 가요성회로기판의 필름의 단부가 접어구부린선 방향을 따라서 물결형상 또는 톱니형상 등의 산부분과 골부분을 가진 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 2의 과제를 해결하기 위하여, 제 2의 수단은, 액정표시소자와, 구동용회로기판과, 금속실드케이스를 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 회로기판의 그라운드라인과 상기 금속실드케이스를 전기적으로 접속하는, 상기 실드케이스와는 별개체의 가늘고긴 금속박판을 더 가진 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 3의 과제를 해결하기 위하여, 제 3의 수단은, 액정층을 개재해서 맞포갠 2매의 투명절연기판의 한쪽기판면위에, 구동용 IC칩을 탑재한 플립칩방식의 액정표시소자와, 상기 액정표시소자에 전원전압이나 화상데이터정보를 공급하는 제 1의 인터페이스회로기판과, 상기 한쪽의 기판단부의 면에 접속되는 제 2의 가요성 회로기판을 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 기판면과 수직인 방향으로부터 보았을 경우, 상기 제 1의 회로기판의 일부를 상기 액정표시소자와 맞포개고 또한 상기 제 2의 회로기판을 상기 제 1의 회로기판에 맞포개어, 전기적으로 접속하는 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 4의 과제를 해결하기 위하여, 제 4의 수단은, 액정표시소자의 하부쪽에 배치한 도광체와, 상기 도광체의 한끝면쪽에 배치한 선형상광원을 가진 액정 표시장치에 있어서, 상기 선형상광원을 상기 액정표시소자의 긴변쪽이고, 또한, 상기 액정표시장치를 짜넣는 정보처리장치의 키보드부에 가까운 쪽에 배치하는 것을 특징으로 한다. 또는, 형광관의 배선의 일부를 도광체의 하부쪽에 배치한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 5의 과제를 해결하기 위하여, 제 5의 수단은, 도광체의 상부쪽 또는 하부쪽에 배치하는 적어도 1매의 광학시트를 가진 액정표시장치에 있어서, 상기 광학시트의 단부에 작은 구멍을 형성하고, 상기 광학시트와는 다른 부재에 형성한 볼록부에 상기 작은 구멍을 관통시켜, 상기 광학시트를 유지한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 제 6의 과제를 해결하기 위하여, 제 6의 수단은, 액정표시소자의 하부쪽에 배치된 도광체의 적어도 1개의 코너부를 모떼기해서 제 1의 경사부를 형성하고, 상기 경사부에 대응하는 하부쪽케이스의 지지부에도 제 2의 경사부를 형성한 것을 특징으로 한다.
상기 제 1의 수단에 의하면, 신호입력용의 다층가요성기판에 있어서, 필름의 단부를 접어구부린선방향을 따라서, 물결형상이나 톱니형상 등의 산부와 골부를 가진 형상으로 형성하였으므로, 접어구부린부분의 필름의 단부에 있어서의 응력집중을 분산시켜, 접어구부린부분에서 양호한 곡율을 부여할 수 있어, 단선의 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상할 수 있다.
상기 제 2의 수단에 의하면, 구동용 회로기판의 그라운드라인과, 임피던스가 충분히 낮은 금속실드케이스를 금속박판을 개재해서 전기적으로 접속하였으므로, 안정된 그라운드라인을 공급할 수 있어, 고주파영역에 있어서의 그라운드라인을 강화할 수 있다. 따라서, 외부로부터 침입하거나, 내부에서 발생하는 노이즈의 영향을 제거할 수 있으므로, 안정된 표시화면이 얻게되고, 또 EMI를 일으키는 유해한 복사 전파의 발생을 억제할 수 있다. 또, 금속실드케이스의 정면 또는 측면의 일부를 잘라서 일체적으로 형성한 발톱(Pawl)을 접어구부려서, 회로기판의 그라운드라인과 접속하는 종래의 기술과 비교해서, 접속의 작업성이 양호하고, 집어구부린방향의 필요한 공간을 삭감할 수 있어, 프레임부나 장치의 두께치수를 축소할 수 있다.
상기 제 3, 제 4의 수단에 의하면, 프레임부의 폭을 축소할 수 있다.
상기 제 4의 수단에 의하면, 형광관의 배선길이를 짧게할 수 있기 때문에, 노이즈의 발생이나 물결형의 변화를 일으키는 임피던스를 저감할 수 있어, 형광관의 시동성을 향상할 수 있다.
상기 제 5의 수단에 의하면, 백라이트의 시트류를 설치할 때, 볼록부와 작은구멍과의 짜맞춤에 의해, 자동적으로 위치가 결정되기 때문에, 위치결정이 정확하고 또한 용이하게 할 수 있다. 또, 시트 1매를 용이하게 착탈할 수 있기 때문에, 불량시트만의 교환이 가능하며, 재생작업을 용이하게 할 수 있다.
상기 제 6의 수단에 의하면, 도광체의 코너부에 경사부를 형성하고, 하부쪽케이스의 지지부에도 도광체의 경사부에 대응한 형상의 경사부를 형성하므로서, 케이스의 지지부에 걸리는 힘이 2개의 방향성분(도 12c참조)으로 분해되고, 합성력으로서는 동등해도, 2개의 성분의 힘으로서는 경감할 수 있으며, 따라서, 케이스지지부의 파손을 방지할 수 있어, 신뢰성이 향상한다.
이하, 도면을 사용해서 본 발명의 실시예에 대해서 상세히 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 도면에서, 동일기능을 가진 것은 동일부호를 부여하고, 그 반복된 설명은 생략한다.
＜액정표시모듈의 전체구성＞
도 1은, 액정표시모듈(MDL)의 분해사시도이다.
(SHD)는 금속판으로 이루어진 실드케이스(메탈프레임으로도 칭한다), (WD)는 표시창, (SPC1)∼(SPC4)는 절연스페이서, (FPC1), (FPC2)는 다층가요성회로기판((FPC1)은 게이트쪽회로기판, (FPC2)는 드레인쪽회로기판), (PCB)는 인터페이스회로기판, (ASB)는 어셈플리된 구동회로기판부착액정표시소자, (PNL)은 맞포갠 2매의 투명절연기판의 한쪽의 기판상에 구동용 IC를 탑재한 액정표시소자(액정표시패널로도 칭한다), (GC1) 및 (GC2)는 고무쿠션, (PRS)는 프리즘시트(2매), (SPS)는 확산시트, (GLB)는 도광판(RFS)는 반사시트, (MCA)는 일체화성형에 의해 형성된 하부쪽 케이스(몰드케이스), (LP)는 형광관, (LPC)는 램프케이블, (LCT)는 인버터용의 접속커넥터, (BG)는 형광관(LP)를 지지하는 고무부시이며, 도면에 표시한 바와 같은 상하의 배치관계에 의해 각 부재가 포개쌓여져서 액정표시모듈(MDL)이 조립된다.
도 2는, 액정표시모듈(MDL)의 조립완성도로서, 액정표시소자(PNL)의 표면쪽(즉, 항부쪽, 표시쪽)에서 본정면도, 앞측면도, 우측면도, 좌측면도이다.
도 3은, 액정표시모듈(MDL)의 조립완성도로서, 액정표시소자의 이면쪽(하부쪽)에서 본 이면도이다.
모듈(MDL)은, 하부쪽케이스(MCA), 실드케이스(SHD)의 2종의 수납·유지부재를 가진다.
(HLD)는, 해당모듈(MDL)을 표시부로서 PC, WT 등의 정보처리장치에 실장하기 위하여 형성한 4개의 장착구멍이다. 하부쪽케이스(MCA)의 장착구멍(MH)(도 10, 11참조)에 일치하는 위치에 실드케이스(SHD)의 장착구멍(HLD)가 형성되어 있고(도 2참조), 양자의 장착구멍에 나사 등을 통해서 정보처리장치에 고정, 실장한다.
해당모듈(MDL)에서는, 백라이트용의 인버터를 M1부분에 배치하고, 접속커넥터(LCT), 램프케이블(LPC)를 개재해서 백라이트(BL)에 전원을 공급한다. 본체컴퓨터(호스트)로부터의 신호 및 필요한 전원은, 모듈이면에 위치하는 인터페이스커넥터(CT1)을 개재해서, 액정표시모듈(MDL)의 제어기부 및 전원부에 공급한다.
또한, 도 2에 있어서, 모듈(MDL)의 실드케이스(SHD)의 각외형최대치수에 대해서는, 가로(긴변)방향의 길이W는 275.5±O.5mm, 세로(짧은변)방향의 길이 H는 199±0.5mm, 두께 T는 8±O.5mm, 유효화소부(AR)로부터 가늠해서, 실드케이스 (SHD)의 상부프레임부의 폭X1은 5.25mm, 하부프레임의 폭X2는 9.25mm, 좌측프레임부의 폭Y1은 16.5mm, 우측프레임부의 폭Y2는 5.5mm, 우측프레임부에서, 코너부근처의 폭이 넓은부의 폭Y3은 7.5mm이다.
도 29 및 도 30은, 도 1에 표시한 실시예인 TFT액정표시모듈의 TFT액정표시소자와 그 외주부에 배치된 회로를 표시한 블록도이다.
본 예에서는, 드레인드라이버(IC1)∼(ICM) 및 게이크드라이버(IC1)∼(IC M)은, 액정표시소자의 한쪽의 투명절연기판상에 형성된 드레인쪽 인출선(DTM) 및 게이트쪽 인출선GTM과 이방성도전막 또는 자외선경화수지 등에 의해 칩·온·글라스실장(COG 실장)되어 있다.
본 예에서는, XGA사양인 800×3×600의 유효도트(가로세로의 화소피치= 307.5㎛)를 가진 액정표시소자에 적용하고 있다.
이 때문에, 액정표시소자의 투명절연기판상에는, 240출력의 드레인드라이버 IC를 1긴변에 10개(M=10)와, 101출력 및 100출력의 게이트드라이버 IC를 짧은변에 6개(N=6)를 COG실장하고 있다.
액정표시소자의 하부쪽에는 드레인드라이버부(103)이 배치되고, 도, 좌측면부에 게이트드라이버부(104), 동일좌측면부에는, 제어기부(101), 전원부(102)가 배치된다. 제어기부(101) 및 전원부(102), 드레인드라이버부(103), 게이트드라이버부(104)는, 각각 전기 적 접속수단(JNl), (JN2)에 의해 상호접속시킨다.
또한, 제어기부(101) 및 전원부(102)는, 게이트드라이버부(104)의 뒤쪽에 배치된다.
이하, 각구성부품의 구체적인 구성을 도 2∼도 28에 표시하고, 각부재에 대해서 상세하게 설명한다.
＜금속제실드케이스(SHD)＞
도 2에, 실드케이스(SHD)의 상부면, 앞측면, 우측면, 좌측면이 표시되고, 실드 케이스(SHD)의 경사진 상부쪽으로부터 보았을때의 사시도는 도 1에 표시된다.
실드케이스(금속프레임)(SHD)는, 1매의 금속판을 프레스가공기술에 의해, 펀칭가공과 벤딩가공에 의해 제작된다. (WD)는 액정표시소자(PNL)을 시야에 노출하는 개구를 표시하고, 이하 표시창이라 칭한다.
(NL)은 실드케이스(SHD)와 하부쪽케이스(MCA)와의 고정용 발톱(전부 12개), (HK)는 마찬가지로 고정용의 훅(전부 6개)이며, 실드케이스(SHD)에 일체적으로 설치되고 있다. 도 1, 도 2에 표시된 고정용 발톱(NL)은 접어구부리기전의 상태이고, 구동회로부착액정표시소자(ASB)를 스페이서(SPC)를 사이에두고, 실드케이스SHD에 수납한 후, 각각 안쪽으로 접어구부려져서 하부쪽케이스(MCA)에 형성된 4각의 고정용오목부(NR)(도 10의 각측면도참조)에 삽입된다(접어구부린상태는 도 3참조). 고정용훅(NK)는, 각각 하부쪽케이스(MCA)에 형성한 고정용돌기 HP(도 1O의 측면도 참조)에 끼워맞춤된다. 이에 의해, 구동회로부착액정표시소자 (ASB) 등을 유지·수납하는 실드케이스(SHD)와, 도광판(GLB), 형광관(LP) 등을 유지·수납하는 하부쪽 케이스(MCA)가 튼튼하게 고정된다.
또, 액정표시소자PNL의 하부쪽에는, 기판(SUB1)의 입력배선단자가 없는 2변의 가장자리주위에는, 엷고 가늘고 긴 직4각형형상의 고무쿠션(GC1), (GC2)(고무스페이서라고도함. 도 1참조)가 설치되어 있다. 또, 고정용발톱(NL)과 고정용 훅)(HK)는 분리가 용이하기 때문에(고정용발톱(NL)의 접어구부림을 펴고, 고정용 훅(HK)를 끄를뿐), 2부재의 분해·조립이 용이하므로, 수리가 용이하고, 백라이트(BL)의 형광관(LP)의 교환도 용이하다. 또, 본 실시에에서는, 도 2에 표시한 바와같이, 한쪽의 변을 주로 고정용훅(HK)에서 고정하고, 마주보는 다른쪽의 변을 고정용발톱(NL)에 의해 고정하고 있으므로, 모든 고정용발톱(NL)을 끄르지 않아도, 일부의 고정용발톱(NL)을 끄르는 것만으로 분해할 수 있다. 따라서, 수리나 백라이트의 교환이 용이하다.
(CSP)는 관통구멍이고, 제조시, 고정해서 세운 핀을, 실드케이스(SHD)의 관통구멍(CSP)에 삽입해서 실장하므로서, 실드케이스(SHD)와 다른 부품과의 상대위치를 정밀도좋게 설정하기 위한 것이다. 절연스페이서(SPC1)∼(SPC4)는, 절연물의 양면에 점착재가 도포되어 있고, 실드케이스(SHD) 및 구동회로부착액정표시소자(ASB)를 확실하게 절연스페이서의 간격을 유지해서 고정할 수 있다. 또, 해당모듈(MDL)을 PC 등의 응용제품에 실장할 때, 이 관통구멍(CSP)를 위치결정의 기준으로 하는 것도 가능하다.
＜절연스페이서＞
도 1, 도 26∼도 28에 표시한 바와 같이, 절연스페이서(SPC)는, 실드케이스(SHD)와 구동회로부착액정표시소자(ASB)와의 절연을 확보할뿐만 아니라, 실드케이스(SHD)와의 위치정밀도의 확보나 구동회로부착액정표시소자(ASB)와 실드케이스(SHD)와의 고정을 한다.
＜다층가요성기판(FPC1), (FPC2)＞
도 4는, 액정표시소자(PNL)의 외주부에, 게이트쪽가요성 기판(FPC1)과, 접어구부리기전의 드레인쪽 가요성기판(FPC2)를 실장한 구동회로기판부착 액정표시소자의 정면도이다.
도 5는 인터페이스회로기판(PCB)를 실장한 도 4의 구동회로기판부착액정표시소자의 이면도이다.
도 6은, 실드케이스(SHD)를 밑으로 놓고, 가요성기판(FPC1), (FPC2), 인터페이스회로기판(PCB)를 실장한 후, 가요성기판(FPC2)를 접어구부리고, 액정표시소자 PNL을 실드케이스(SHD)에 수납한 상태의 이면도이다.
도 4의 좌측의 6개는 수직주사회로쪽의 구동용 IC칩, 하부쪽의 10개는 영상신호구동회로쪽의 구동용IC침이고, 이방성도전막(도 24의 (ACF2))을 사용해서 투명절연기판상에 칩·온글라스(COG)가 실장되어 있다.
COG실장에서는, 직접구동 IC를 사용하기 때문에, TAB(tape automated boding)공정이 불필요하게 되어 고정단축이 되고, 테이프캐리어도 불필요하게 되기 때문에 원가절감의 효과도 있다. 또, COG실장은, 고정세·고밀도액정표시소자 (PNL)의 실장기술로서 적합하다.
즉, 본예에서는, XGA패널로서 800×3×600도트의 12.1인치 화면사이즈의 TFT액정표시모듈을 설계하였다. 이 때문에, 적(R), 녹(G), 청(B)의 각 도트의 크기는, 307.5㎛(게이트선피치)×102.5㎛(드레인선피치)로 되어있으며, 1화소는, 적(R), 녹(G), 청(B)의 3도트의 조합으로, 307.5㎛각으로 되어 있다.
이 때문에, 드레인선인출(DTM)을 800×3개로하면, 인출선피치는 100㎛이하로 되어버리고, 현재 사용가능한 TCP실장의 접속피치한계이하로 된다. 한편, COG실장에서는, 사용하는 이방성도전막 등의 재료에도 의존하나, 대강 구동용 IC칩의 범프(BUMP)(도 24참조)의 피치로 약 70㎛ 및 밑바탕배선과의 교차면적에서 약 50㎛각이 현재사용가능한 최소치라 할 수 있다. 이 때문에, 본예에서는, 액정표시소자(PNL)의 한쪽편의 긴변쪽에 드레인드라이버 IC를 일렬로 배열하고, 드레인선을 한쪽편의 긴변쪽으로 인출했다.
따라서, 구동용 IC칩의 범프(BUMP)(도 24참조)피치를 약 70㎛ 및 밑바당배선과의 교차면적을 약 50㎛각으로 설계할 수 있어, 밑바탕배선과 보다 높은 신뢰성의 접속이 가능하게 되었다. 게이트선피치는 307.5㎛로 충분히 크기 때문에, 한쪽편의 짧은변쪽에서 게이트선인출(GTM)을 인출하고 있으나, 더욱 고정세하게되면, 대향하는 2개의 짧은변쪽으로 게이드선인출선(GTM)을 교호로 인출하는 것도 가능하다.
드레인선 또는 게이트선을 교호로 인출하는 방식에서는, 상기한 바와 같이, 인출선(DTM) 또는 (GTM)과 교호로 인출하는 방식에서는, 상기한 바와 같이, 인출선(DTM) 또는 (GTM)과 구동 IC의 출력쪽(BUMP)와의 접속은 용이하게되나, 주변회로기판을 액정표시소자(PNL)의 대향하는 2변의 외주부에 배치할 필요가 생기고, 이 때문에 외형치수가 한쪽편인출의 경우보다도 크게된다는 문제가 있었다. 특히, 표시색수가 증가하면 표시데이터의 데이터선수가 증가하고, 정보처리장치의 최외형이 증가한다. 이 때문에, 본예에서는, 다층가요성기판을 사용하고, 드레인선을 한쪽편에만 인출하므로서 프레임부를 축소시킨다.
도 17a는, 게이트드라이버를 구동하기 위한 다층가요성기판(FPC1)의 이면 (하부면)도, 도 17b는, 정면(상부면)도이다. 도 15a는, 드레인드라이버를 구동하기 위한 다층가요성기판(FPC2)의 이면(하부면)도, 도 15b는, 정면(상부면)도이다. 도 21a는, 도 15a의 A-A'절단선에 있어서의 단면도. 도 21b는, B-B'절단선에 있어서의 단면도, 도 21c는, C-C'절단선에 있어서의 단면도이다. 또한, 도 21의 두께방향과 평면방향의 치수의 비율은, 실제의 치수와 다르며, 호장해서 나타내고 있다.
도 18은, 다층가요성기판(FPC2)내의 신호배선과 투명절연기판(SUB1)위의 구동용 IC에의 입력신호와의 접속관계를 표시한 배선개략도이다. 다층가요성기판 (FPC2)내의 신호배선은, 투명절연기판(SUB1)의 1변에 평행한 제 1배선군과 수직인 제 2배선군이 있다. 제 1배선군은, 구동용 IC간에 공통의 신호를 공급하는 공통배선군이고, 제 2배선군은, 각구동용 IC에 필요한 신호를 공급하는 배선군이다. 이 때문에, 최저라도, 부분(FSL)은 1층의 도체층으로 구성된다. 또, 부분FML은 최적라도, 2층의 도체층으로 구성되고, 관통구멍에서, 제 1배선군과 제 2배선군을 전기접속할 필요가 있다. 본예에서는, 접어구부렸을때에, 하부편광판의 끝에 접촉하지 않는 길이까지, 부분(FML)의 짧은변길이를 짤게할 필요가 발생하였다.
즉, 도 21에 표시한 바와 같이, 3층이상의 도체층, 예를들면, 본 예에서는, 8층의 도체층(L1)∼(L8)의 부분(FML)을 액정표시소자(PNL)의 1변에 평행으로 설치하고, 이 부분에 주변회로배선이나 전자부품을 탑재하므로서, 데이터선수가 증가하더라도, 기판외형을 유지한 채 층수를 증가하므로서 대응할 수 있다.
도체층(L1)은 부품패드, 그라운드용, (L2)는 계조기준전압Vref, 5볼트(3.3볼트)전원용, (L3)은 그라운드용, (L4)는 데이터신호, 블록(CL2), 클록(CL1)용, (L5)는 제 2의 배선군인 인출배선용, (L6)은 계조기준전압Vref용, (L7)은, 데이터신호용,(L8)은 5볼트(3.3볼트)전원용이다.
각 도체층간의 접속은, 관통구멍(VIA)(도 23a참조)를 통해서 전기적으로 접속된다. 도체칭(L1)∼(L8)은, 구리CU배선으로 형성되나, 액정표시소자(PNL)의 구동 IC에의 입력단자배선(Td)(도 19, 도 20참조)와 접속되는 도체층(L5)의 부분에는, 구리CU위에 니켈바탕Ni를 형성하고, 다시 그위에 금도금AU를 입히고 있다. 따라서,출력단자(TM)과 입력단자배선(Td)와의 접속저항을 저감할 수 있다.
각 도체층(L1)∼(L8)간은, 절연층으로서 폴리이미드필름(BF1)로 이루어진 중간층을 개재시키고, 점착제층(BIN)에 의해 각도체층을 고착한다. 도체층은, 출력단자(TM)이외는, 절연층으로 피복되나, 다층배선부분(FML)에서는, 절연층을 확보하기 위해 솔더레지스트(SRS)를 최상 및 최하층에 도포했다. 또, 최표면쪽에는 절연실크재(SLK)를 첨부하였다.
다층가요성기판의 이점은, COG실장하는 경우에 필요한 접속단자부분(TM)을 포함하는 도체층(L5)가 다른 도체층과 일체적으로 구성할 수 있어, 부품점수가 감소하는 것이다.
또, 3층이상의 도체층의 부분(FML)로 구성하므로서, 변형이 적고 단단한 부분으로 되기 때문에, 이 부분에 위치결정용 구멍(FHL)을 배치할 수 있다. 또, 다층가요성기판을 접어구부릴때에도, 이 부분에서 변형을 발생하는 일이 없고, 신뢰성 및 정밀도 양호한 접어구부릴 수 있다. 또, 뒤에 설명하나, 솔리드 (solid)형상 또는 직경 200㎛의 미세한 구멍(MESH)를 다수형성한 메시형상도체패턴(ERH)(도 23a참조)를 표면층(Ll)에 배치할 수 있고, 나머지의 2층이상의 도체층에서, 부품실장용이나 주변배선용도체패턴의 배선을 행할 수 있다.
또, 돌출부분(FSL)을 단층(L5)의 도체층일 필요는 없고, 돌출부분(FSL)을 2층의 도체층으로 구성할 수도 있다. 이 구성은, 구동 IC에의 입력단자배선(Td)의 피치가 좁아졌을 경우에, 단자배선(Td) 및 접속단자부분TM의 패턴을 지그자그형상으로 복수열의 배선군에 패턴형성하고, 이방성도전막등으로 각각을 전기적으로 접속시키고, 제 1의 도체층인 접속단자부분(TM)의 인출때에, 한쪽열의 배선군은 관통구멍 VIA를 개재해서 다른층의 제 2도체층에 접속시킬 경우나, 주변배선의 일부를 돌출부분FSL내의 제 2도체층에 배치할 경우에, 2층의 도체층의 구성은 유효하다.
이와 같이, 돌출부분(FSL)을 2층이하의 도체층으로 구성하므로서, 히트투울에 의한 열압착시에, 열전도가 양호하고 압력을 균일하게 가할 수 있어, 접속단자부분(TM)과 단자배선(Td)의 전기적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또, 다층가요성기판을 접어구부릴때에도, 접속단자부분(TM)에 굽힘응력을 주는 일없이, 정밀도 양호한 접어구부리기를 할수 있다. 또, 돌출부분(FSL)부분이 반투명이기 때문에, 도체층의 패턴이 다층가요성기판의 상부면쪽에서도 관찰할 수 있기 때문에, 접속상태 등의 패턴검사가 상부면쪽에서도 할 수 있다는 이점도 있다.
또한, 도 15a의 (JT2)는, 드레인쪽가요성기판(FPC2)와 인터페이스회로기판(PCB)를 전기적으로 접속하기 위한 볼록부, (CT4)는 볼록부(JT2)의 선단부에 설치한 가요성기판(FPC2)와 인터페이스회로기판(PCB)를 전기적으로 접속하기 위한 플랫타이프커넥터이다.
도 16a는, 도 15a의 J부의 확대상세도, 도 16b는, 다층가요성기판(FPC2)의 실장 및 되접어꺾임상태를 표시한 측면도이다.
도 16a에 있어서, Px은 단부가 물결형상의 폴리이미드필름(BFI)의 물결길이, PY는 물결높이(물결의 진폭X2), P1은 물결의 산끼리를 잇는 직선(물결의 산선이라 칭함), P2는 물결의 골끼리를 잇는 직선(물결의 골선이라 칭함), (LY2)는 다층가요성기판(FPC2)의 하부투명유리기판(SUB1)과의 접속부의 길이(접속길이라 칭함), (LY1)은 다층가요성기판(FPC2)의 하부투명유리기판(SUB1)과의 접속부와 물결의 산선(P1)과의 사이의 길이이다.
드레인쪽가요성기판(FPC2)는, 도 16b에 표시한 바와 같이, 일단부가 액정표시소자(PNL)의 하부투명유리기판(SUB1)의 단부의 드레인선의 단자(도 19, 도 20의 Td)에 이방성도전막(ACF1)을 개재해서 접속되고, 그 끝변의 바깥쪽에서 물결높이 PY의 중간부에서 되접어꺾여지고, 타단부의 다층배선부분(FML)이 하부투명유리기판 SUB1의 단부의 하부쪽에 배치되어, 양면테이프(BAT)에 의해 하부투명유리기판(SUB1)의 하부면에 첩부되어 있다. 또한, 도 16a의 출력단자(TM)에 부여한 번호 1∼45는, 도 19, 도 20의 단자(Td)에 부혀한 번호 1∼45에 대응하고 있으며, 이방성도전막(ACF1)을 개재해서 전기접속된다.
도 16a의 (PD)는 출력단자TM의 피치이고, 0.41mm이다. 본예에서는, 가요성기판(FPC2)의 절연층인 폴리이미드수지로 이루어진 폴리이미드필름(커버필름) (BFI)의 단부가, 접어구부린선방향을 따라서 물결형상(또는 톱니형상)으로 형성되어 있다.
예를들면, 물결길이Px=0.6mm, 물결높이 PY0.6∼1mm, 물결의 굴곡반경(R)은 O.3mm, 접속길이 LY2=1.75mm, LY1=O.3∼O.5mm이다. 하부투명유리기판(SUB1)과 접속된 가용성기판(FPC2)의 단부로부터 산선P1까지의 길이는, 상기 가용성기판 (FPC2)의 하부투명유리기판(SUBl)과의 접속길이LY2=1.75mm+투명유리기판(SUBl)의 유리의 절단오차 0.3∼0.5mm이내이다.
또, 가요성기판FPC2의 구부린부분의 길이는, 투명유리기판(SUB1)의 두께 (0.7∼1.1mm)×원주율π÷2=1.7∼1.1mm이다. 상기 구부린부분의 길이의 사이에, 물결의 산선P1과 골선P2가 존재한다. 또, 본에에서는, 가요성기판(FPC2)의 길이는 263.42±0.5mm, 다층배선부분(FML)와 돌출부분(F또)를 포함한 폭은 8.7mm, 다층배선부분(FML)의 폭은 5mm, 돌출부분FSL의 폭은 3.7mm, 프레임그라운드패드 (FGP)와 (FGP)의 중심선간격(도15b참조)은, 47.76mm, 볼록부(JT2)의 선단부의 커넥터(CT4)를 설치한 직4각형부분의 긴변의 길이는 22mm, 도 16a에 있어서, 번호 1과 번호 45를 부여한 출력단자(TM)의 중심선간격은 18.04mm, 커넥터(CT4)의 최외부단자의 중심선간격은 14.5mm, 다층배선부분(FML)의 합계두께는 약 350∼400㎛이다.
이와 같이 본예에서는, 일단부가 액정표시소자의 투명유리기판(SUB1)의 단부에 접속되고, 타단부가 상기 기판SUB1의 하부면(또는 상부면)으로 되접어꺾여지는 신호입력용의 가요성기판(FPC2)에 있어서, 돌출부분(FSL)의 폴리이미드필름(BFI)의 단부를 접어구부린선 방향을 따라서, 물결형상(또는 톱니형상 등의 산부분과 골부분을 가진 형상)으로 형성하였으므로, 접어구부린부분의 폴리이미드필름(BF1)의 단부에 있어서의 응력집중을 분산시키고, 접어구부린부분에서 양호한 곡률을 부여할 수 있어, 단선의 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본예에서는, 게이트쪽가요성기판(FPC1)의 도체층은 3층이고, (L1)은 Vdg(1OV), Vsg(5V), Vss(그라운드)용, (L2)는 인출배선, 클록CL3, FLM, Vdg(1OV)용, (L3)은 VEG(-10∼-7V), VEE(-14V), V/5V), 공통전압 Vcom용이다.
또, 가요성기판(FPC1)의 길이는 172.3mm이다.
다층배선부분(FML)와 돌출부분(FSL)을 포함한 폭은 7.25mm, 다층배선부분 (FML)의 폭은 4.5mm, 돌출부분(FSL)의 폭은 2.75mm, 전기적접속수단(JN1)의 폭은 5.5mm 길이는 9.6mm, 돌출부분(FSL)의 최외부의 출력단자(TM)의 중심선 간격은 11.5mm 다층의 합계두께는 273㎛이다.
드레인드라이버구동IC의 입력으로서는, 도 19, 도 20에 표시한 바와 같이, 계 45개 있고, 도 16a에 표시한 출력단자(ㄻ)의 번호 1∼45에 전기접속시킨다. 단자(TM)의 피치(PD)는 약 410㎛이다.
본예에서는, 41개의 입력용단자(TM)와 인접해서, 접속신뢰성향상용의 더미선(NC)(단자번호 2 및 44)를 배치한다.
또 그 바깥쪽에는, 액정용량C1c의 대향전극이며, 투명절연기판(SUB2)의 안쪽에 있는 공통투명화소전극(COM)에 전압 Vcom을 공급하기 위해, 도 16a에 표시한 단자(번호 1 및 45)가 배치된다. 이렇게하여, 공통전압은, 투명절연기판 (SUB1)위의 배선(Td)패턴을 통해서, 도전성비즈나 페이스트로부터, 투명절연기판 (SUB2)쪽의 공통투명화소전극(C0M)에 공급된다.
얼라인먼트마크(ALMD)는, 이 전극(C0M)에 전기적으로 연결되는 단자(번호 1 및 45)에 패턴접속해서 형성하고, 투명기판SUB1위의 4각의 빈틈없이 칠한 패턴(ALC)(도 20참조)와 맞춘다.
＜도체층부분(FSL)와 (FML)＞
다음에, 2층이하의 도체층부분(FSL)의 형상에 대해 설명한다.
단층 또는 2층의 도체배선으로 이루어진 부분(FSL)의 돌출길이는, 본예에서는 접어구부린부분(도 16a참조)를 형성했기 때문에, 약 3.7mm로 했다. 다만, 접어구부리지않는 구조에서는, 부분(FSL)을 더욱 짧게 할 수 있다.
부분(FSL)의 돌출형상은, 구동IC마다 분리한 볼록형상의 형상으로 하였다. 따라서 히트투울에서의 열압착시에 가요성기판이 긴축의 방향으로 열팽창해서, 단자(TM)의 피치(PG) 및 (PD)가 번화하고, 접속단자(Td)와의 박리나 접속불량이 발생하는 현상을 방지할 수 있다.
즉, 구동IC마다 분리된 볼록모양의 형상으로 하므로서, 단자(TD)의 피치 (PG) 및 (PD)어긋남을 최대라도 구동IC마다의 주기의 길이에 대응하는 열팽창량으로 할 수 있다. 본예에서는, 가요성기판의 긴축의 방향에서 10분할로 분리한 볼록형상의 형상으로 하기로 하고 있으며, 이 열괭창량을 약 1/10로 감소시킬 수 있어, 단자(TM)에의 응력완화에도 기여하고, 열에 대한 액정모듈(MDL)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음에, 3층이상의 도체층부분(FML)에 대해서 설명한다.
(FPC1), (FPC2)의 도체층부분(FML)에는, 칩콘덴서(CHG), (CHD)가 실장된다. 즉, 게이트쪽기판(FPC1)에서는, 그라운드전위Vss(0볼트)와 전원 Vdg(10볼트)사이 또는, 전원Vsg(5볼트)와 전원Vdg사이에 칩콘덴서(CHG)를 6개 납땜한다.
또, 드레인쪽기판(FPC2)에서는, 그라운드전위 Vss와 전원 Vdd(5볼트 또는 3.3볼트)사이 또는, 그라운드전위 Vss와 전원 Vdd사이에 칩콘덴서(CHD)를 합계 1O개 납땜한다.
이들 콘덴서(CHG), (CHD)는, 전원라인에 중첩하는 노이즈를 저감하기 위한 것이다.
본예에서는, 이들 칩콘덴서(CHD)를 한쪽편의 표면도체층(L1)에만 납땜하고, 접어구부린후에 투명절연기판(SUB1)의 하부쪽에 전부위치하도록 설계하였다.
따라서, 액정모듈(MDL)의 두께를 일정하게 유지하면서, 전원노이즈의 평활화용콘덴서를 기판(FPC1), (FPC2)에 탑재가능하게 되었다.
＜메시형상패턴 (ERH)＞
다음에, 정보처리장치로부터 발생하는 고주파노이즈의 저감방법에 대해 설명한다.
금속실드케이스(SHD)쪽은, 액정표시모듈(MDL)의 표면쪽이고, 정보처리기기의 정면쪽이기 때문에, 이면으로부터의 EMI(Electro Magnetic Interference)노이즈의 발생은, 외부기기에 대한 사용환경에 큰 문제를 발생한다.
이 때문에, 본예에서는, 도체층부분(FML)의 표면층(L1)은, 가능한 한 그라운드나 직류전압의 솔리드형상 또는 메시형상패턴(ERH)으로 피복하고 있다.
도 23a는, 도 15b의 일부분에 있는 다층배선부분(FML)부분의 표면도체층패턴구성을 표시한 평면도이다. 표면도체층(Ll)에 뚫은 300㎛직경정도의 다수의 구멍으로 구성되어 있다. 상기한 메시형상패턴(ERH)는, 관통구멍(VIA) 및 콘덴서부품(CHD)의 부분은 제외하고, 거의 전체면을 피복한다.
또, 패턴(Em)가 솔더레지스트(SRS)로부터 노출한 패턴(FGP)를 도 15b에 표시한 바와 같이, 드레인쪽기판(FPC2)에 5개소에 배치하고, 후술하는 금속박판으로 이루어진 프레임그라운드(HS)(도1, 도 14)를 개재해서, 실드케이스(SHD)의 그라운드(FGF)(도 2참조)와 납땜을 행하고, (EMI)노이즈를 저감하고 있다. 즉, 본예와 같이, 회로기판이 복수로 분할되어 있는 경우, 구동회로기판중 적어도 1개소가 프레임그라운드에 접속되어 있으면, 전기적인 문제는 발생하지 않으나, 고주파영역에서 그개소가 적으면, 각구동회로기판의 특성임피던스의 차이 등에 의해 전기신호의 반사, 그라운드배선의 전위가 흔들이는 등의 원인에 의해, EMI를 야기하는 불필요한 복사전파의 발생퍼텐셜이 높아진다. 특히, 박막트랜지스퍼를 사용한 액티브·매트릭스방식의 모듈MDL에서는, 고속의 클록을 사용하므로, EMI대책이 어렵다. 이것을 방지하기 위하여, 드레인드라이버기판(FPC2)에 복수개소, 본예에서는 5개소에서 그라운드배선(교류접지전위)을 임피던스가 충분히 낮은 공통의 프레임(즉, 실드케이스(SHD))에 접속한다. 프레임그라운드(HS)를 개재하므로서, 고주파영역에 있어서의 그라운드배선이 강화되므로, 전체에서 1개소만 실드케이스(SHD)에 접속하였을 경우와 비교하면, 본 실시예의 5개소의 경우는 복수의 전계강도에 의해 대폭으로 개선을 볼수 있었다.
＜프레임 그라운드(HS)＞
도 14a는, 프레임그라운드를 춰하기 위한 금속박판(이하, 프레임그라운드라 칭함)HS의 앞측면도, 도 14b는 이면도, 도 14c는 가로측면도, 도 14d는, 도 14a, 도 14b의 A부, B부, C부, D부의 확대상세도이다.
또한, 프레임그라운드(HS)의 다른부재와의 위치관계는 도 1에 표시되고, 프레임 그라운드(HS)의 설치후의 위치관계는 도 26, 도 28에 표시된다.
EMI대책을 위하여, 소위 프레임그라운드를 취하기 위한 프레임그라운드 (HS)는, 실드케이스(SHD)의 두께보다 얇은두께 0.2mm의 1매의 가늘고 긴 금속박판을 그신장 방향을 따라서 90˚로 접어구부린, 서로 수직의 가늘고 긴 제 1의 금속박판(HSB)와 제 2의 금속박판HSH로 이루어진다.
금속박판(HSB)로부터는, 볼록부(JT)가, 상기 금속박판HSB와 동일평면이고 또한 하부방향으로 신장하고 있다. 볼록부(JT)는, 도 14a에 표시한 바와 같이, 금속박판(HSB)의 신장방향으로 일정한 간격을 두고 5개형성되고, 금속제실드케이스(SHD)의 그라운드(FGF)(도 2)와 납땜에 의해, 전기적으로 또한 기계적으로 접속되는 부분이다.
제 2의 금속박판내재)의 부분(HIS2)는, 드레인선구동용 가요성기판(FPC2)의 면상부에 그 신장방향으로 일정한 간격을 두고 5개 형성된 프레임그라운드패드(FGP)(도 15b참조)와 납땜에 의해, 전기적으로 또한 기계적으로 접속되는 부분이고, 그에 대응해서 5개 형성되어 있다. 각 납땜접속부(HIS2)에 인접해서 각각 구멍(HOLE)이 형성되어 있다. 이 구멍(HOLE)의 존재에 의해, 납땜시의 열용량을 저감할 수 있어, 납땜부분(HIS2)와 프레임그라운드패드(FGP)와의 납땜을 양호하게 행할 수 있다. 또한, 이 구멍(HOLE)의 대신에 잘라서 일체적으로 형성한 발톱을 형성해도 된다.
(HISI)은 금속박판HSH위에 첩부한 절연재이고, 납땜부분(HIS2)이외는, 금속표면을 피복하고, 다른 부품과의 단락을 방지한다. 납땜부분(HIS2) 및 볼록부 (JT)의 양면은, 납땜가능한 면으로 되어 있고, 그외의 면은 방청제가 도포되어 있다. 또, 금속박판(HSH)는, 가요성기판(FPC2)에 실장된 칩부품(도 4, 도 15, 도 22a, 도 26의 (CHD):전원라인에 연결되고, 전원노이즈제거용칩콘덴서)이 수용되는 잘린부분(DNT)가 형성되어 있다.
도 28에 표시한 바와 같이, 서로 수직인 제 1의 금속박판(HSB)와 제 2의 금속박판(HSH)를 가진 프레임그라운드(HS)는, 가요성기판(FPC2)의 그라운드라인과 금속제 실드케이스(SHD)를 전기적으로 접속하는 것이며, 금속박판(HSH)는, 하부투명유리기판(SUB1)의 단부의 하부쪽에 배치된 가요성기판(FPC2)의 하부쪽에 배치되고, 금속박판(HSH)의 땜납접속부(HIS2)가 가요성기판(FPC2)의 프레임그라운드패드(FGP)와 땜납(SLD2)에 의해 전기적으로 또한 기계적으로 접속된다.
또, 금속박판(HSB)는, 실드케이스(SHD)의 내부쪽측면을 따라서 배치되고, 그 볼록부(JT)가 상기 실드케이스의 그라운드(FGF)와 땜납(SLD1)에 의해 전기적으로 또한 기계적으로 접속된다.
본예에서는, 드레인선구동용 가용성기판(FPC2)의 그라운드라인과, 임피던스가 층분히 낮은 금속제실드케이스(SHD)를 금속박판으로 이루어진 프레임그라운드(HS)를 개재해서 전기적으로 접속하였으므로, 상기한 바와 같이 안정된 그라운드라인을 공급할 수 있어, 고주파영역에 있어서의 그라운드라인을 강화할 수 있다.
따라서, 외부로부터 침입하거나, 내부에서 발생하는 노이즈의 영향을 제거할 수 있으므로, 안정된 표시품질을 얻게되고, 또, EMI를 야기하는 유해한 복사전파의 발생을 억제할 수 있다. 또, 실드케이스(SHD)의 상부면 또는 측면의 일부를 잘라서 일체적으로 형성한 발톱을 접어구부려서, 회로기판의 그라운드라인과 접속하는 기술과 비교해서, 접속의 작업성이 좋고, 접어구부린 방향의 필요한 공간을 삭감할 수 있어, 액정표시모듈(MDL)의 프레임부와 두께의 치수의 축소화, 액정표시모듈(MDL) 및 정보처리장치(도 35, 도 36)의 박형화, 소형화, 대화면화에 유리하다.
또한, 본예에서는, 프레임그라운드(HS)를 개재해서 실드케이스(SHD)와 전기적으로 접속하는 회로기판은, 드레인선구동용 가요성기판(FPC2)이며, 게이트선주사구동용가요성기판(FPC1)에는 프레임그라운드를 취하고 있지 않으나, 이것은 드레인쪽가요성기판(FPC2)에 입력되는 클록은 빨라, 노이즈가 발생하기 쉽고, 게이트쪽가요성기판(FPC1)에 입력되는 클록은 느리고, 노이즈가 발생하기 어렵기 때문이며, 또, 프레임그라운드패드(FGP)를 가요성기판(FPC1)의 신장방향으로 간격을 두고 복수개 형성하므로서, 전원, 그라운드의 전위가 보다 안정하게 되므로, 실드케이스(SHD)와 1점에서 집속하는 것보다, 임피던스매칭을 양호하게 취할 수 있다.
또, 회로기판의 신호입력쪽으로부터 먼부분에서 프레임그라운드를 취하는 것은, 그라운드를 보다 안정시키고, 또한 가요성기판의 안테나로서의 효과를 막을 수 있다.
＜인터페이스회로기판(PCB)＞
도 25a는, 제어기부 및 전원부의 기능을 가진 인터페이스회로기판(PCB)의 이면(하부면)도, 도 25b는 탑재한 하이브리드집적회로(Hl)의 부분앞가로측면도와 가로측면도, 도 25c는인터페이스회로기판(PCB)의정면(상부면)도이다.
본 예에서는, 기판(PCB)는 유리에폭시재로 이루어진 6층의 도체층으로 이루어진 다층프린트기판을 채용했다. 다층가요성기판도 사용가능하나, 이 부분은 접어구부리기구조를 채용하지 않았기 때문에, 가격이 상대적으로 값싼 다층프린트기판으로 하였다.
전자부품은 전부 정보처리장치로부터 관찰해서 이면쪽인 기판(PCB)의 하부면쪽에 탑재한다. 표시제어장치용으로서, 1개의 집적회로소자(TCON)을 기판상에 배치하고 있다. 집적회로소자(TCON)은, 패키지에 수납되어 있지 않고, 프린트기판상에 집적회로(1C)를 직접볼그리트배열(Ball Grid Array)로 실장해서 이루어진다.
인터페이스커넥터(CT1)는, 기판의 거의 중앙에 위치하고, 또 복수의 저항, 콘덴서나 고주파노이즈제거용 회로부품(EM1)가 탑재되고 있다.
또, 하이브리드집적회로(H1)는, 회로의 일부를 하이브리드집적화하고, 작은 회로기판의 상부면 및 하부면에 주로 공급전원형성용의 복수개의 집적회로나 전자부품이 실장되어서 구성되고, 인터페이스회로기판(PCB)상에 1개 실장되어 있다. 도면에 표시한 바와 같이, 하이브리드집적회로(H1)의 리드를 길게 형성하고, 하이브리드집적회로(H1)의 하부쪽의 회로기판(PCB)상에도 (TCON) 등을 포함하는 전자부품(EP)가 복수개 실장되어 있다.
또, 게이트드라이버기판(FPC1)과 인터페이스회로기판(PCB)와의 전기적접속수단(JN1)을 개재하는 전기접속은, 본예에서는, 커넥터(CT3)을 사용하고 있다.
커네터(CT3)을 사용한 이유는, 화소수나 표시색수가 증가해서 배선간피치가 좁게되어도, 가요성기판(FPC1)과 신뢰성좋게 전기접속할 수 있기 때문이다.
기판(PCB)의 상부면은, 정보처리장치로부터 관찰해서 표면쪽이고, EMI노이즈가 가장 복사된다. 이 때문에, 본예에서는, 도 25c에 표시한 바와 같이, 다층의 표면도체층을 거의 전체면에 그라운드의 솔리드형상 또는, 메시형상패턴 (ERH)로 피복하고 있다. 도 23b는 메시형상패턴(ERH)이 확대한 상부면(정면)도이다. 솔더레지스트(SRS)의 하부에 구리도체의 메시형상패턴 (ERH)가 관통구멍 (VIA)부분을 제외하고 전체면에 피복형성되어 있다.
이 패턴(ERH)는, 기판(PCB)의 하부면의 그라운드패턴(GND)와 전기적으로 접속함으로써, EM1노이즈폭사를 감소시킬 수 있다. 또한, 그라운드패턴(GND)는, 기판(PCB)의 그라운드(GND)와 실드케이스(SHD)의 그라운드(FGN)을 연결하고, 또, 커넥터(CT1)로부터 오는 그라운드와 납땜함으로써, 본체쪽의 그라운드에 접속된다.
또한, 본예에서는, 인터페이스회로기판(PCB)의 길이는 172.3mm, 폭은 13.1mm이다.
상기한 바와 같이, 가요성기판(FPC1), (FPC2)도, 기판의 표면도체층은 패턴(ERH)로 피복되어 있고, 액정표시소자(PNL)의 2변의 외주부는, 모두 직류전위에 의해 고정되고, 효과적으로 기판내부쪽으로부터의 EMI노이즈폭사를 감소시킬 수 있다.
도 27a는, 도 2의 C-C'절단선에 있어서의 단면도. 도 27b는, D-D'절단선에 있어서의 단면도이다.
도 27에 표시한 바와 같이, 투명유리기판(SUB1), (SUB2)면과 수직인 방향으로부터 본 경우, 인터페이스회로기판PCB는, 액정표시소자(PNL)과 맞포개지고, 하부투명절연기판(SUB1)의 하부면의 하부쪽에 배치되어 있다. 또, 게이트드라이버가요성기판(FPC1)은, 그 일단부가 액정표시소자(PNL)의 투명유리기판(SUB1)과 직접전기적, 기계적으로 접속되고, 드레인쪽과 달라접어구부리지 않고, 거의 그 전체폭이 인터페이스회로기판(PCB)의 위에 맞포개지고 있다. 이와같이, 인터페이스회로기판(PCB)를 액정표시소자(PNL)와 일부 맞포개고, 또, 게이트드라이버회로기판(FPC1)을 인터페이스회로기판(PCB)위에 맞포개서 배치함으로써, 프레임부의 폭, 면적을 축소할 수 있고, 액정표시소자 및 이 액정표시소자를 표시부로서 자넣은 PC, WP 등의 정보처리장치의 외형치수를 축소할 수 있다. 또한 인터페이스회로기판(PCB)는, 도 25c에 표시한 메시형상패턴(ERH)가 형성된 면이 양면테이프 (BAT)에 의해, 하부투명유리기판(SUB1)의 하부면에 첩부되어, 고정되어 있다.
도체층은, L1∼L6의 6층으로 이루어지고, L1은 부품패드용, (L2)는 신호와 그라운드용, (L3)은 신호용, (L4), (L5)는 각각 전원용, (L6)은 그라운드용이고, 메시형상패턴(ERH)가 형성되어 있다.
＜구동회로기판부착 액정표시소자(ASB)＞
다음에, 구동회로기판부착액정표시소자(ASB)에 대해서 설명한다.
도 26a에 표시한 바와 같이, 투명절연기판(SUB1)의 패턴형성면과는 반대쪽의 면에, 드레인드라이버가요성기판(FPC2)를 접어구부려서 접착하고 있다. 유효화소에 어리어(AR)의 조금(약 1mm)바깥쪽으로 편광판(POL1)과 (POL2)가 있고, 편광판(POL2)로부터, 약 1∼2mm떨어져서 기판(FPC2)의 (FML)의 단부가 위치한다. 투명절연기판(SUBl)의 끝에서부터 (FPC2)의 접어구부린부분의 돌출한 선단부까지의 거리는, 겨우 약 1mm로 작고, 콤팩트한 실장이 가능하게 된다. 따라서, 본예에서는, 유효화소에어리어(AR)로부터 기판(FPC2)의 접어구부린부분의 돌출한 선단부까지의 거리는 약 7.5mm가 되었다.
다음에, 가요성기판접어구부리기실장방법에 대해 설명한다.
도 22는, 다층가요성기판의 접어구부리기실장방법을 표시한 사시도이다. 드레인드라이버기판(FPC2)와 게이트드라이버기판(FPC1)의 접속은, 조이너로서 (FPC2)와 일체적인 가요성기판으로 이루어진 볼록부(JT2)의 선단부에 형성한 플랫커넥터(CT4)를 사용하고, 접어구부려서 도 25A에 표시한 인터페이스기판(PCB)의 커넥터(CT2)에 전기적으로 접속한다.
가요성기판(FPC2)의 도체층부분(FML)의 부품실장이 전혀없는 면에 양면테이프(BAT)를 붙이고, 지그를 사용해서, 가요성기판(FPC2)를 접어구부린다.
사용한 양면테이프(BAT)의 폭은 3mm이며, 길이 160∼240mm로 가늘고긴 형상이나, 접착성을 확보할 수 있으면 되고, 짧은형상의 것을 수개소에 첩부해도 된다.
또, 양면테이프(BAT)는, 투명절연기판(SUB1)쪽에 미리 붙여 있어도 된다.
이상과 같이, 지그를 사용해서, 다층가요성기판(FPC2)를 정밀도좋게 접어구부리고, 투명절연기판(SUB1)의 표면에 접착할 수 있다.
＜고무쿠션(GC)＞
고무쿠션(GC1), (GC2)는, 도 26b, 도 27b에 표시된다. 고무쿠션(GC1), (GC2)는, 액정표시소자 PNL의 하부투명유리기판(SUBl)의 프레임주변의 단부하부면과 백라이트(BL)을 수납하는 하부쪽케이스(MCA)와의 사이에, 프리즘시트(PRS)를 개재해서 배치되고 있다. 고무쿠션(GC1), (GC2)의 탄성을 이용해서, 실드케이스(SHD)를 장치내부방향으로 밀어넣음으로써 고정용훅(HK)가 고정용돌기(HP)에 걸리고, 또, 고정용발톱(NL)이 접어구부려서, 고정용오목부(NR)에 삽입되어서, 각고정용부재가 스토퍼로서 기능하고, 실드케이스(SHD)와 하부쪽케이스(MCA)가 고정되고, 모듈전체가 일체적으로 되어 튼튼하게 유지되고, 다른 고정용부재가 불필요하다. 따라서, 조립이 용이하며 제조비용을 저감할 수 있다. 또, 기계적강도가 크며, 내진동충격성이 높아, 장치의 신뢰성을 향상할 수 있다. 또한 고무쿠션(GC1), (GC2)에는, 한쪽편에 점착재가 부착되어 있어, 기판(SUB1)의 소정개소에 첩부된다.
＜백라이트 (BL)＞
도 7은, 백라이트(BL)의 정면도, 도 8은, 도 7의 백라이트(BL)로부터 프리즘시트(PRS), 확산시트(SRS)를 분리했을때의 백라이트(BL)의 정면도이다. 도 9는, 다른구성예를 표시한 도 8과 마찬가지의 백라이트(BL)의 정면도이다.
액정표시소자(PNL)을 배면으로부터 조사하는 사이드라이트방식백라이트 (BL)은, 1개의 냉음극형광관(LP), 형광관(LP)의 램프케이블(LPC), 형광관(LP) 및 램프케이블(LPC)를 유지하는 2개의 고무부시(GB), 도광판(GLB), 도광판(GLB)의 상부면전체면에 접해서 배치된 확산시트(SPS), 도광판(GLB)의 하부면전체면에 배치된 반사시트(RFS), 확산시트(SPS)의 상부면전체면에 접해서 배치된 2개의 프리즘시트(PRS)로 구성된다.
반사시트(LS)는, 형광관(LP)를 반사시트(LS)위에 배치한 후 구부려서 180˚절곡하고, 점착재를 가진 양면테이프(BAT)에 의해 그 단부를 도광판(GLB)의 단부하부면에 접착시킨다(도 26a참조).
＜확산시트(SPS)＞
확산시트 SPS는, 도광판(GLB)위에 앉어놓여지며, 도광판(GLB)의 상부면으로부터 발하게되는 광을 확산하고, 액정표시소자(PNL)에 균일하게 광을 조사한다.
＜프리즘시트 (PRS)＞
프리즘시트(PRS)는, 확산시트(SPS)위에 얹어놓여지며, 하부면은 평활면이고, 상부면이 프리즘면으로 되어 있다. 프리즘면은, 예를들면, 서로 평행직선형상으로 배열된 단면형상이 V자형상의 복수개의 홈으로 이루어진다(환언하면, 다수개의 3각기둥형상의 프리즘을 평행으로 배열해서 이루어진다). 프리즘시트 (PRS)는, 확산시트(SPS)로부터 넓은각도범위에 걸쳐서 확산되는 광을 프리즘시트 (PRS)의 법선방향으로 집광함으로써, 백라이트(BL)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 따라서, 백라이트(BL)을 저소비전력화할 수 있고, 그 결과, 모듈(MDL)을 소형화, 경량화할 수 있어, 제조코스트를 저감할 수 있다. 또한, 프리즘시트(PRS)를 2매 사용하는 경우는, 2매의 프리즘시트(PRS)의 각흠의 신장방향이 직교하도록,2매겹쳐서 배치된다.
＜확산시트(SPS)와 프리즘시트(PRS)의 고정방법＞
광학시트인 확산시트(SPS)와 2매의 프리즘시트(PRS)의 각 1변단부에, 각각 시트의 설치시에 위치가 일치하는 고정용의 작은구멍이 2개씩 형성되어 있다. 이에 대응해서, 금형성형에 의해 제조되는 하부쪽케이스(WA)의 1변양단부에, 핀형상의 볼록부(MPN)이 상기 케이스(MCA)와 일체적으로 형성되어 있다. 또한 (MPN)은, 도8에 표시되는 바와 같이, 하부쪽케이스(MCA)의 1변쪽에서, 백라이트 (BL)의 인버터수납부(M1)의 상하양쪽에 1개씩 형성되어 있다. 확산시트 (SPS)와 프리즘시트(PRS)의 설치때는, 이들 작은 구멍에 볼록부(MPN)을 각각 관통시킨후, 이 볼록부(MPN)의 선단부가가이까지 이 볼록부가 관통하는 슬리브(SLV)(도 1참조)를 각각 끼워넣고, 확산시트(SPS)와 2매의 프리즘시트(PRS)를 고정한다. 슬리브(SLV)는 예를들면 실리콘고무 등의 탄성체로 이루어지고, 상기 슬리브(SLV)의 구멍의 내경이 볼록부(MPN)의 외경보다 작게되어 있으며, 이에 의해, 슬리브 (SLV)가 탈락하기 어렵도록 되어 있다.
또, 본예에서는, 위치고정의 정밀도를 더욱더 향상시키기 이해, 광학시트의 다른 1변의 단부에, 또,1개의 작은구멍을 형성하고, 상기 케이스의 합계 3개소의 핀형상의 볼록부(빠N)에 상기 3개의 작은구멍을 관통시키기로 했다.
도 11에, 투명절연기판(SUBl) 및 회로기판(PCB)와 케이스MCA와의 평면적상대위치관계를 표시한다.
형광관(LP)와는 반대쪽의 번에서, 상기 케이스의 1변의 단부에 일체적으로 형성한 핀형상의 볼록부(MPN)에, 광학시트의 추가된 1개의 작은 구멍을 관통시켜, 합계 3개의 작은 구멍에 의해 정밀도좋게 위치고정을 행한다. 이 추가된 작은구멍 및 핀형상의 불록부(MPN)은, 투명절연기판(SUB1)의 하부쪽이고, 또, 상기 투명절연기판(SUB1)의 외주부의 내부쪽에 배치시켜, 액정모듈외형을 축소하고 있다. 핀형상의 볼록부(MPN)은, 게이트쪽가요성기판(FPC1)하부에 배치되어 있는 회로기판(PCB)와는, 평면적으로 겹치지않는 위치에 있으므로, 액정모듈의 두께를 증가하는 일없이, 상기 케이스(MCA)에 일체적으로 형성할 수 있다.
이와같은 구성에 의해, 백라이트의 확산시트(SPS)와 프리즘시트(PRS)를 설치할때, 작업성이 좋고, 또, 볼록부(MPN)와 작은구멍과의 조합에 의해 자동적으로 위치가 결정되기 때문에, 위치결정이 정확하고 또한 용이하게 할 수 있다. 또, 소정의 시트1매를 용이하게 착탈할 수 있고, 불량시트만 교환이 가능하며, 시트류의 재생(수리)을 용이하게 할 수 있다. 이 결과, 제조시간을 저감할 수 있고, 작업성을 개선할 수 있어, 원가를 저감할 수 있다.
＜반사시트(RFS)＞
반사시트(RFS)는, 도광판(GLB)의 하부에 배치되고, 도광판(GLB)의 하부면으로부터 발해지는 광을 액정액정표시소자(PNL)쪽으로 반사시킨다.
＜하부쪽케이스(MCA)＞
도 1O은, 하부쪽케이스(MCA)의 정면도, 앞측면도, 후측면도, 우측면도, 좌측면도, 도 11은, 제 1O의 정면도의 A부, B부, C부, D부(즉, 하부쪽케이스 (MCA)의 코너부)의 확대상세도이다.
금형성형에 의해 형성된 하부쪽케이스(MCA)는, 형광관(LP), 램프케이블 (LPC), 도광판(GLB) 등의 유지부재, 즉, 백라이트수납케이스이며, 합성수지에 의해 1개의 금형에서 일체적으로 성형하므로서 제작된다. 하부쪽케이스(MCA)는, 금속제실드케이스(SHD)와, 각고정부재와 탄성체의 작용에 의해 견고하게 합체하므로, 모듈(MDL)의 내진동층격성, 내열층격성이 향상되어, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
하부쪽케이스(MCA)의 바닥면에는, 주위의 프레임형상부분을 제외한 중앙부분에, 상기 면의 절반이상의 면적을 점하는 큰 개구(MO)가 형성되어 있다. 이에 의해, 모듈(MDL)의 조립후, 액정표시소자(PNL)와, 하부쪽케이스(WA)와의 사이의 고무쿠션(GC1), (GC2)(도 26b, 도 27b참조)의 반발력에 의해, 하부쪽케이스 (MCA)의 바닥면에 상부면에서부터 하부면을 향해서 수직방향으로 가해지는 힘에 의해서, 하부쪽케이스(MCA)의 바닥면이 부풀어오르는 것을 방지할 수 있어, 최대두께를 억제할 수 있다. 따라서 부풀어오름을 억제하기 위하여, 하부쪽케이스의 두께를 두껍게하지 않아도 되고, 하부쪽케이스의 두께를 얇게할 수 있으므로, 모듈(MDL)을 박형화, 경량화할 수 있다.
도 10의(MCL)은, 인터페이스회로기판(PCB)의 발열부품, 본 실시예에서는, 도 5, 도 25a, 도 25b에 표시한 하이브리드IC화된 전원회로(DC-DC변환기(DD)) 등의 실장부에 대응하는 개소의 하부쪽케이스(MCA)에 형성한 잘린부분(커넥터(CT1)접속용의 잘린부분을 포함함)이다. 이와 같이, 회로기판(PCB)상부의 발열부를 하부쪽케이스(MCA)로 덮지않고, 잘린부분을 형성해두므로서, 인터페이스회로기판 (PCB)의 발열부의 방열성을 향상할 수 있다. 이외에도, 표시제어집적회로소자 (TCON)이 발열부품으로 생각되며, 이 위의 하부쪽케이스(MCA)에 잘린 부분을 형성해도 된다.
도 10의(MH)는, 해당모듈(MDL)을 PC 등의 응용장치에 장착하기 위한 4개의 장착구멍이다. 금속제 실드케이스(SHD)에도, 하부쪽케이스(MCA)의 장착구멍 (MH)에 일치하는 장착구멍(HLD)가 형성되어 있고, 나사 등을 사용해서 응용제품에 고정, 실장된다.
형광관(LP)와 램프케이블(LPC)를 유지 한 고무부시(GB)는, 고무부시(GB)가 딱들어맞도록 형성된 수납부(MG)에 끼워넣어지고, 형광관(LP)는 하부쪽케이스 (WCA)와 비접촉으로 수납부(ML)내부에 수납된다.
도 1O, 도 11의 (MB)는 도광판(GLB)의 유지부이고, PJ부는, 위치결정부이다. (ML)은 형 광관(LP)의 수납부, (MG)는 고무부시(GB)의 수납부이다. (MC1) ∼(MC4)는 램프케이블(LPC1) 및 (LPC2)의 수납부이다.
＜도광판(GLB)의 하부케이스(MCA)에의 수납＞
본 예에서는, 백라이트의 도광판(GLB)를 수납, 유지하는 하부쪽케이스 (MCA)의 위치결정부(지지프레임)(PJ)의 파손을 방지하도록 하였다.
도 12a는, 도광판(GLB)와 이 도광판(GLB)를 수납, 유지하는 하부쪽케이스 (MCA)의 위치결정부(PJ)의 코너부를 표시한 정면도, 도 12b는 종래의 도광판 (GLB)에 의한 위치결정부(PJ)의 코너부에 있어서의 램프쪽에 모듈(MDL)을 낙하했을때의 힘의 걸림상태를 표시한 정면도. 도 12c는 본 예의 도광판(GLB)에 의한 위치결정부(PJ)의 코너부에 있어서의 힘의 걸림상태를 표시한 정면도이다.
도 12a에 표시한 바와 같이, 도광판(GLB)의 4개의 코너부를 모떼기해서 직선형상의 경사부를 형성하고, 이 도광판(GLB)의 경사부에 대응해서 위치결정부 (PJ)의 코너부에도 직선형상의 경사부를 형성하고 있다. 종래에는 도 12b에 표시한 바와 같이, 도광판(GLB)의 코너부가 직각이며, 위치결정부(PJ)의 코너부도 직각이였으므로 도광판(GLB)의 변의 방향의 힘F에 대해서 약하고, 모듈의 구성요소중에서 특히 중량부재인 도광판이 진동이나 충격에 의해 해당액정표시모듈내에서 이동하였을 경우, 위치결정부(PJ)가 파손되고, 또 램프(LP)를 파괴하는 일이 있었다. 그러나, 본예에서는, 도광판(GLB)와 위치결정부(PJ)의 각코너부에 경사부를 형성하였으므로, 도 12C에 표시한 바와 같이, 위치결정부(PJ)에 걸리는 힘F가 2개의 방향성분fx,fy로 분해되고, 합성력으로서는 동등하더라도 2개의 X, y성분의 힘으로서는 경감할수 있으며, 따라서, 최근, 폭이나 얇기가 작아지는 경향에 있는 하부쪽케이스(MCA)의 위치결정부(PJ)에 걸리는 충격이 경감되고, 위치결정부 (PJ)의 파손을 방지할 수있어, 내충격성이 향상하고, 신뢰성이 향상한다.
＜냉음극형광관(LP)의 배치위치＞
도 26a에 표시한 바와 같이, 모듈(MDL)내에 있어서, 가늘고 긴 형광관 (LP)는, 액정액정표시소자(PNL)의 2개의 긴번의 한쪽편에 실장된 드레인쪽가요성기판(FPC2) 및 드레인쪽구동 IC의 하부의 공간(도 26a참조)에 배치되어 있다. 이에 의해, 모듈(MDL)의 외형치수를 작게할 수 있으므로, 모듈(MDL)을 소형화, 경량화할 수 있어, 제조코스트를 저감할 수 있다.
또, 도 35, 도 36에 표시한 바와 같이, PC 또는 WP 등의 정보처리장치에, 액정표시모듈(MDL)을 표시부로서 짜넣었을 때, 냉음극형광관(LP)가 표시부의 긴변의 하부쪽편이 되도록 배치되어 있다. 또한, (LPC2)는 약 1100V의 고전압이 인가되는 고압쪽의 램프케이블, (LPC1)은 그랜드전압쪽의 램프케이블이다. 도 7, 도 8에 표시한 예는, 인버터(IV)를 표시부내의 인버터수납부(MI)에 배치하는 경우이고, 램프케이블(LPC1)은 뒤에 상세히 설명하는 바와 같이, 액정표시모듈 (MDL)의 좌측 및 상부쪽의 2변을 따라서 배선되고, 램프케이블(LPC2)는 우측의 1변을 따라서 배선되고, 양램프케이블(LPC1), (LPC2)는, 우상부쪽으로부터 나오고 있다. 한편, 도 9에 표시한 예에서는, 인버터(IV)를 정보처리장치의 키보드부내에 배치할 수도 있고, 램프케이블(LPC1)은 액정표시모듈(MDL)의 좌측, 상부쪽 및 우측의 3변을 따라서 배선되고, 양램프케이블(LPC1), (LPC2)는, 우하부쪽으로부터 나오고 있다.
이와같이 냉음극형광관(LP)를 액정표시모듈(MDL)의 표시하부쪽편에 배치함으로써, 도 36에 표시한 바와 같이, 정보처리장치의 키보드부에 인버터(IV)를 배치할 경우에도, 냉음극형광관(LP)의 고압쪽의 램프케이블(LPC2)의 길이를 짧게할 수 있어, 노이즈의 발생이나 파형의 변화를 야기하는 임피던스를 저감할 수 있고, 냉음극형광관(LP)의 시동성을 향상할 수 있다. 또한, 인버터(IV)를 키보드부쪽에 배치할 경우는, 표시부의 폭을 더욱 축소할 수 있다. 또, 냉음극형광관 (LP)를 액정표시모듈(MDL)의 표시상부쪽편에 배치한 경우에 비해, 냉음극형광관 (LP)가 도 35, 도 36의 표시부의 개폐에 따른 충격을 받기어려워 신뢰성이 향상된다. 또, 도 35, 도 36에 표시한 바와 같이, 액정표시소자(PNL)(표시화면)의 중심이, 표시부의 중심보다 상부쪽으로 시프트되므로, 사용자가 키보드를 치는 손에 의해 표시화면의 아래쪽이 보기어렵게되는 것을 방지할 수 있다.
또, 도 26b에서부터 명백한 바와 같이, 표시상부쪽편에서는, 램프케이블 (LPC1)은 도광판(GLB)의 하부를 지나고 있으므로, 세로방향의 길이를 축소할 수 있다.
＜램프케이블(LPC)의 하부쪽케이스(MCA)에의 수납＞
본 예에서는, 콤팩트하게 실장을 행하기 위함과, EMI노이즈에의 악영향이 없도록 램프케이블(LPC)의 배선을 연구하였다.
도 26b는, 도 2에 표시한 액정표시모듈(MDL)의 B-B'절단선에 있어서의 단면도를 표시 한다.
즉, 상기한 바와 같이, 도 8에서는, 2개의 램프케이블(LPC)중, 그라운드전압쪽의 케이블(LPC1)은, 형광관(LP)의 수납부이외의 2변의 외형을 따르도록, 하부쪽케이스(MCA)에 형성된 홈으로 이루어진 수납부(MC4), (MC2)에 수납된다. 고압쪽케이블(LPC2)는, 인버터전원회로(IV)에 접속되는 부분에 가깝도록, 짧게배선하고, 하부쪽케이스(MCA)에 형성된 흠으로 이루어진 수납부(MC1)에 수납된다(도 10, 도 27b참조).
또, 도 9에서는, 그라운드전압쪽의 케이블(LPC1)은, 형광관(LP)의 수납부이외의 3변의 외형을 따르도록, 하부쪽케이스(MCA)에 형성된 홈으로 이루어진 수납부(MC4), (MC2), (MC1)(도 10참조)에 수납된다.
고압쪽케이블(LPC2)는, 인버터(IV)가 내장된 정보처리장치의 키보드부에 가깝도록, 짧게배선하고, 하부쪽케이스(MCA)에 형성된 홈으로 이루어진 수납부 (MC3)에 수납된다. 따라서, 그라운드전압배선만이 긴경로를 취하므로, EMI노이즈에의 악영향은, 종래와 비교해서 뒤떨어지지 않는다.
따라서, 종래와 같이, 2개의 램프케이블(LPC1), (LPC2)를 형광관(LP)의 일단부쪽으로부터 인출하는 경우에 비해, 도 26a에 표시한 바와 같이, 형광관 (LP)쪽에는, 램프케이블(LPC1)이 없고, 배선에어리어를 1.5∼2mm만큼 감소시킨다. 본예에서는, 도 26b에 표시한 바와 같이, 램프케이블(LPC1)을 투명절연기판 (SUB1)의 내부쪽에서, 도광판(GLB)의 하부쪽에 위치하도록 배치하여, 콘팩트한 설계로 하고 있다.
또한, 형광관(LP)의 설치장소는, 도광판(GLB)의 짧은 변쪽에 설치해도 된다.
＜구동용 IC칩탑재부근처의 평면 및 단면구성＞
도 19는, 예를들면 유리로 이루어진 투명절연기판(SUB1)위에 구동용IC를 탑재한 모양을 표시한 평면도이다. 또, A-A절단선에 있어서의 단면도를 도 24에 표시한다. 도 19에 있어서, 한쪽의 투명절연기판(SUB2)는, 1점쇄선으로 표시하나, 투명절연기판(SUB1)의 상부쪽에 겹쳐서 위치하고, 시일패턴(SL)(도 19참조)에 의해, 유효표시부(유효화면에어리어)(AR)를 포함해서 액정(LC)를 봉입하고 있다. 투명절연기판(SUB1)위의 전극(COM)은, 도전비즈나 은페이스트 등을 개재해서, 투명절연기판(SUB2)쪽의 공통전극패턴에 전기적으로 접속시키는 배선이다. 배선DTM(또는 (GTM))은, 구동용 IC로부터의 출력신호를 유효표시부(AR)내의 배선에 공급하는 것이다. 입력배선(Td)는, 구동용 IC에 입력신호를 공급하는 것이다. 이방성도전막(ACF)는, 일렬로 배열된 복수개의 구동용IC부분에 공통해서 가늘고긴 형상으로 된것(ACF2)와 상기 복수개의 구동용 IC에의 입력배선패턴부분에 공통해서 가늘고긴 형상으로 된것(ACF1)을 따로따로 첩부한다. 표면안정화막(보호막)(PSV1)은, 도 24에도 표시하나, 전식방지를 위해, 가능한 한 배선부를 피복하고, 노출부분은, 이방성도전막(ACF1)에 의해서 덮도록 한다.
또, 구동용 IC의 측면주변은, 에폭시수지 또는 실리콘수지(SIL)가 충전되어(도 24참조), 보호가 다중화되어 있다.
＜구동파형과 주변회로구성＞
도 33은, 본예의 TFT액정표시모듈의 각 드라이버(드레인드라이버, 게이트드라이버, 공통드라이버)의 개략구성과, 신호의 흐름을 표시한 블록도이다.
도 33에 있어서, 표시제어장치(201), 버퍼회로(210)은 도 30에 표시한 제어기부(101)에 형성되고, 드레인드라이버(211)은 도 30에 표시한 드레인드라이버부(103)에 형성되고, 게이트드라이버(206)은 도 30에 표시한 게이트드라이버부 (104)에 형성된다.
드레인드라이버(211)은, 표시 데이터의 데이터 래치부와 출력전압발생회로로 구성된다.
또, 계조기준전압생성부(208), 멀티플렉서(209), 공통전압생성부(202), 공통드라이버(203), 레벨시프트회로(207), 게이트온전압생성부(204), 게이트오프전압생성부(205) 및 DC-DC변환기(212)는 도 30에 표시한 전원부(102)에 형성된다.
도 32에, 공통전극에 인가되는 공통전압, 드레인에 인가되는 드레인전압, 게이트전극에 인가되는 게이트전압의 레벨 및 그 파형을 표시한다. 또한, 드레인파형은 흑표시하고 있을때의 드레인파형을 표시한다.
게이트온레벨파형(직류)과 게이트오프레벨파형은, -9∼-14V의 사이에서 레벨변화하고, 1OV에서 게이트온한다. 드레인파형(흑표시때)과 공통전압Vcom파형은, 약 O∼3V의 사이에서 레벨변화한다. 예를들면, 흑레벨의 드레인파형을 1수평기간(1H)마다 변화시키기 위하여, 논리처리회로에서 1비트씩 논리반전을 행하고, 드레인드라이버에 입력하고 있다. 게이트의 오프레벨파형은, 공통전압Vcom파형과 대략 동일 진폭, 동위상에서 등작한다.
도 31은, 본예의 TH색정표시모듈에 있어서의 게이트드라이버(104), 드레인드라이버(103)에 대한 표시용데이터와 클록신호의 흐름을 표시한 도면이다.
또, 도 34는, 본체컴퓨터로부터 표시제어장치(201)에 입력되는 표시데이터 및 표시제어장치(201)로부터 드레인, 게이트드라이버에 출력되는 신호를 표시한 타이밍 차트이다.
도 34로부더 명백한 바와 같이, 드레인드라이버의 시프트용클록 D2(CL2)는, 본체컴퓨터로부터 입력되는 클록신호(DCLK) 및 표시용데이터의 주파수와 동일하며, XGA소자에서는 약 40MHz의 고주파로 되어, EMI대책이 중요해진다.
표시제어장치(101)은, 본체컴퓨터로부터의 제어신호(클록, 표시타이밍신호, 동기신호)를 받아서, 드레인드라이버(103)에의 제어신호로서, 클록(D1), (CL1), 시프트클록(D2)(CL2) 및 표시데이터를 생성하고, 동시에, 게이트드라이버 (104)에의 제어신호로서, 프레임개시지시신호(FLM), 클록(G)(CL3)를 생성한다.
또, 드레인드라이브(103)의 캐리어출력은, 그대로 다음단의 드레인드라이버(103)의 캐리어입력에 입력된다.
＜액정표시모듈(MDL)을 실장한 정보처리＞
도 35, 도 36은, 각각 액정표시모듈(MDL)을 실장한 노트북형의 PC, 또는 WP 등의 사시도이다. 도 35는, 인버터(IV)를, 표시부, 즉, 액정표시모듈(MDL)의 인버터 수납부(M1)(도 7, 도 10참조)에 배치하였을 경우, 도 36은, 키보드부에 배치하였을 경우를 표시한다.
구동 IC의 액정표시소자(PNL)로의 COG실장과 외주부의 드레인 및 게이트드라이버용 주변회로로서 다층가요성기판을 채용하고, 드레인드라이버용 회로에 접어구부리기 실장을 채용하므로서, 종래에 비해 대폭으로 외형사이즈의 축소를 할 수 있다. 본예에서는, 한쪽편에 실장된 드레인드라이버용 주변회로를 정보기기의 힌지 위쪽의 표시부의 상부쪽으로 배치할 수 있기 때문에, 콤팩트한 실장이 가능하게 되었다.
정보기기로부터의 신호는, 먼저, 도면에서는, 좌측의 인터페이스기판 (PCB)의 거의 중앙에 위치하는 커넥터로부터 표시제어집적회로소자(TCON)에 이행하고, 여기서 데이터변환된 표시데이터가, 드레인드라이버용 주변회로에 흐른다. 이와 같이, 플립칩방식과 다층가요성기판을 사용함으로써, 정보기기의 기로폭의 제약을 해소할 수 있어, 소형으로 저소비전력의 정보기기를 제공할 수 있었다.
이상 본 발명을 실시예에 의거해서 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은, 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고, 그 요지를 벗어나지 않는 범위에 있어서 여러 가지 변경가능하다는 것은 물론이다. 예를들면, 상기 실시예에서는, 액티브·매트릭스방식의 액정표시장치에 적용한 예를 표시했으나, 단순매트릭스방식의 액정표시장치에도 적용가능하다. 또, 상기 실시예에서는, 플립칩방식의 액정표시장치에 적용한 예를 표시했으나, 그외의 방식의 액정표시장치에도 적용가능하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 특히, 구동용 다층가용성회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치에 있어서, 되접어꺾을때에, 가용성기판의 단선을 방지하고, 신뢰성좋게 접어구부리기 가능하게 되며, 백라이트부재의 조립성과 신뢰성을 향상할 수 있고, 또, 내노이즈성도 향상한다. 따라서, 소형화, 박형화, 대화면화에 유리한 액정표시장치를 제공할 수 있다.

Claims (2)

  1. 케이스에 내장된 도광판 및 형광관과, 상기 도광판상에 배치한 적어도 1매의 광학시트와, 상기 적어도 1매의 광학시트상에 배치된액정표시소자로 이루어진 액정표시장치에 있어서, 상기 적어도 1매의 광학시트는, 그 단부에 1쌍의 구멍을 형성하고, 상기 1쌍의 구멍에 볼록부를 관통시켜서 상기 케이스에 고정한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 제 20항에 있어서, 상기 광학시트는 확산시트 및 프릭즘시트원 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
KR1019960054623A 1995-11-16 1996-11-16 접혀구부러진 구동용 다층가요성 회로기판을 채용한 플립칩방식의 액정표시장치 KR100266356B1 (ko)

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