KR100304745B1 - 액정표시장치 - Google Patents

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코바야시켄고
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가부시키가이샤 히타치세이사쿠쇼
나시모토 류오조
히타치 디바이스엔지니어링 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 액정표시장치(이하 LCD라 한다)에 관한 것으로, 특히, 그 상측 및 하측 케이스를 누름 고정한 액정표시장치에 관한 것이다.
본 발명에 의한 액정표시장치는, 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에 액정층을 갖는 액정표시소자와, 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블(flexible) 회로기판과, 액정표시소자의 후면에 배치되고 선(線)광원, 광가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과, 표시창과 절곡하는 측면을 갖는 금속제의 상측 케이스와, 조명광원을 수납하기 위한 수지제의 하측 케이스를 포함한다.
그리고, 상기 상측 케이스와 상기 하측 케이스는 그 사이에 액정표시소자, 플렉시블 회로기판 및 조명광원을 적층한 후, 하측 케이스의 외부 표면에 상측 케이스의 측벽에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상측 케이스와 하측 케이스를 누름 고정하여 이루어진다.
또, 플렉시블 회로기판 상에 형성되는 그라운드 패턴과 상측 케이스 사이의 전기적 접속은, 하측 기판으로 절곡되는 그라운드 패턴부에 접착되고 도전영역을 갖는 적어도 1개의 칩부품과, 일단이 상호 밀착된 상측 케이스와 하측 케이스의 대향부 사이에 삽입되고, 타단이 상기 적어도 하나의 칩 부품의 도전영역에 대해 밀착되도록 배치되는 금속 테이프에 의해 이루어진다.

Description

액정표시장치{LIQUID CRYSTAL DISPLAY DEVICE}
본 발명은 액정표시장치(이하 LCD라 한다)에 관한 것으로, 특히, 그 상측 및 하측 케이스를 누름고정한 액정표시장치에 관한 것이다.
노트북 컴퓨터나 디스플레이 모니터용의 고정세(high-definiton)이고 컬러표시가 가능한 표시장치로서 액정표시장치가 널리 채용되고 있다.
액정표시장치에는, 각 내면에 상호 교차하듯이 형성된 평행전극을 형성한 한쌍의 기판으로 액정층을 사이에 끼워서 지지하는 액정패널을 이용한 단순 매트릭스형과, 액정층을 사이에 끼워서 지지하는 한쌍의 기판의 한쪽에 화소단위로 선택하기 위한 스위칭 소자를 갖는 액정패널을 이용한 능동 매트릭스형 액정표시장치가 알려져 있다.
상기 능동 매트릭스형 액정표시장치에는, 트위스티드 네마틱(TN)방식으로 대표되듯이, 화소선택용 전극군이 상하 한쌍의 기판의 각각에 형성된 액정패널을 이용한, 소위 종전계(縱電界)방식 액정표시장치(일반적으로, TN방식 능동 매트릭스형 액정표시장치라 한다)와, 화소선택용의 전극군이 상하 한쌍의 기판의 한쪽에만 형성되어 있는 액정패널을 이용한, 소위 횡전계(橫電界)방식 액정표시장치(일반적으로, IPS방식 액정표시장치라 한다)가 있다.
전자의 TN방식 능동 매트릭스형 액정표시장치를 구성하는 액정패널은 한쌍의 기판사이에서 액정분자가 90°비틀려서 배향되어 있고, 상기 액정패널의 상하기판의 외면에, 흡수축 방향을 크로스니콜(cross-Nicol)배치하고 입사측의 편광판의 흡수축을 이에 인접하는 액정분자 배향막 러빙(rubbing)방향에 평행 또는 직교시킨 2매의 편광판을 적층하여 이루어진다.
이와 같은 TN방식 능동 매트릭스형 액정표시장치는, 액정층에 전압 무인가시, 입사광은 입사측 편광판에서 직선편광이 되고, 이 직선편광은 액정층의 비틀림을 따라 전파되고, 출사측 편광판의 투과축이 상기 직선편광의 방위각과 일치하고 있는 경우 직선편광은 전부 출사되어 백표시(a white image)로 된다 (소위, 노멀리 오픈 모드).
또, 전압 인가시는, 액정층을 구성하는 액정분자축의 평균적인 배향방향을 나타내는 단위벡터의 방향(디렉터)는 기판면과 수직인 방향을 향하고, 입사측 직선편광의 방위각은 변하지 않기 때문에 출사측 편광판의 흡수축과 일치하여 흑표시로 된다 (1991년, 공업조사회 발행「액정의 기초와 응용」참조).
한편, 한쌍의 기판의 한쪽에만 화소선택용 전극군과 전극배선군을 형성하고, 상기 기판상에서 인접하는 전극간(화소전극과 대향전극 간)에 전압을 인가하여 액정층을 기판면과 평행한 면내에서 스위칭하는 IPS방식의 액정표시장치에서는, 전압 무인가시 흑표시가 되도록 편광판이 배치되어 있다 (소위, 노멀리 크로즈 모드).
상기 IPS방식 액정표시장치의 액정층 분자는 기판면과 평행한 호모지니어스(homogeneous)배향이고, 기판과 평행인 평면에서 액정층의 디렉터는, 전압 무인가시는 전극배선방향과 평행 또는 어느 정도의 각도를 갖고, 전압 인가시는 액정층의 디렉터의 방향이 전압인가에 수반하여 전극배선방향과 수직인 방향으로 이행되고, 액정층의 디렉터방향이 전압 무인가시의 디렉터방향에 비해 45°전극배선방향으로 경사되었을 때 이 전압 인가시의 액정층은 마치 1/2파장판과 같이 편광광의 진동면의 방위각을 90°회전시키고, 출사측 편광판의 투과축과 편광광의 진동면의 방위각이 일치하여 백표시로 된다.
상기 IPS방식 액정표시장치는 관시 각도가 변화해도 색상이나 콘트라스트의 변화가 적고, 광시야각을 도모할 수 있는 특징을 가지고 있다 (일본국 특개평5-505247호 공보 참조).
상기한 각종 액정표시장치의 풀 칼라화에서는 칼라필터방식이 주류이다. 이것는 칼라표시의 1도트에 상당하는 화소를 3분할하고, 각각의 단위화소에 3원색, 예를 들어 적(R), 녹(G), 청(B)의 각각에 상당하는 칼라필터를 배치함으로써 실현하는 것이다.
본 발명은 상기한 각종 액정표시장치에 적용할 수 있는 것이지만, 이하, TN방식 능동 매트릭스형 액정표시장치를 예로 들어 그 개략을 설명한다.
상기한 바와 같이, TN방식 능동 매트릭스형 액정표시장치(간단화를 위해, 이하에서는 단순히 능동 매트릭스형 액정표시장치라고 칭한다)를 구성하는 액정표시소자(액정패널이라고도 한다)에는, 액정층을 매개로 하여 상호 대향배치된 유리 등으로 이루어지는 2매의 투명절연 기판의 한쪽 기판의 액정층측의 면에 x방향으로 이어지고 y방향으로 병설된 게이트선군과, 이 게이트선군과 절연되어 y방향으로 이어지고 x방향으로 병설된 드레인선군이 형성되어 있다.
그리고, 상기한 이들 게이트선군과 드레인선군으로 둘러싸인 각 영역이 각각 화소영역이 되고, 이 화소영역에 스위칭소자로서 예를 들면 박막트랜지스터(TFT)와 투명화소전극이 형성되어 있다.
게이트선에 주사신호가 공급됨으로써, 박막트랜지스터가 온이 되고, 이 온이 된 박막트랜지스터를 매개로 하여 드레인선으로부터 영상신호가 화소전극에 공급된다.
또한, 드레인선군의 각 드레인선은 물론이고 게이트선군의 각 게이트선에 있어서도, 각각 기판의 주변까지 이어져 외부단자를 구성하고, 이 외부단자에 각각 접속되어 영상구동회로, 게이트주사 구동회로, 즉, 이들을 구성하는 복수개의 구동 IC(반도체집적회로)가 기판의 주변에 설치된다. 결국, 이들 각 구동 IC를 탑재한 테이프 캐리어 팩키지(TCP)를 기판의 주변에 복수 개 설치한다.
그러나, 이와 같은 기판은 그 주변에 구동용 IC가 탑재된 TCP가 설치되는 구성으로 되어 있기 때문에, 기판의 게이트선군과 드레인선군의 교차영역에 의해 구성되는 표시영역과, 기판의 바깥주변과의 사이의 영역(통상, 프레임 보더(frame border)라 칭한다)이 점하는 면적이 커져서, 액정표시소자와 조명광원(백 라이트 : back light), 그 외의 광학소자와 함께 일체화된 액정표시모듈의 외형 치수를 작게 하고자 하는 요망에 위배된다.
따라서, 이와 같은 문제를 조금이나마 해소하기 위해, 즉, 액정표시소자의 고밀도 실장화와 액정표시모듈의 외형의 소형화 요구에 따라, TCP부품을 사용하지 않고 영상구동용 IC, 주사구동용 IC를 기판상에 직접 탑재하는, 소위 플립 칩(flip-chip) 방식 또는 칩 온 글래스(chip-on-glass : COG)방식이 제안되었다.
상기 플립 칩 방식의 액정표시장치에 관해서는, 동일 출원인과 관련된 일본국 특원평6-256426호가 있다.
액정표시장치는 예를 들어, 표시용의 투명전극과 배향막을 각각 적층한 면이 대향하도록 소정의 간격을 두고 2매의 유리 등으로 이루어지는 기판을 서로 겹쳐서, 양기판간의 주변끝부 근방에 틀형상(글자 ㅁ자 형상)으로 설치된 시일재로 양기판을 서로 붙임과 동시에, 시일재의 일부에 설치한 구멍부인 액정 봉입구로부터 양기판간의 시일재의 내측에 액정을 주입하여 봉하고, 양기판의 외측에 편광판을 설치하여 이루어지는 액정표시소자(액정표시패널, 액정패널 등이라 칭한다)와, 상기 액정표시소자의 배면에 배치되어 상기 액정표시소자에 빛을 공급하는 백 라이트와, 상기 액정표시소자의 외주부의 외측에 배치된 액정구동용 회로기판과, 백 라이트를 수납하여 보지하는 몰드 성형품인 하측 케이스와, 상기 각 부재를 수납하고 표시창을 갖는 금속제의 실드 케이스(상측 케이스, 상측 프레임이라고도 한다) 등으로 구성되어 있다.
또한, 상기 백 라이트는, 예를 들어, 광원이 발하는 빛을 상기 광원에서 멀어지는 방향으로 이끌고 액정표시소자의 배면으로부터 그 전체에 빛을 균일하게 조사하기 위한 투명 아크릴판 등의 합성수지판으로 형성된 구형(矩形)의 광가이드체와, 상기 광가이드체의 적어도 일단면(일측면)의 근방에 이 일측면을 따라 평행배치된 선(線)광원(냉음극 형광등 등의 형광관)과, 상기 형광관(선 광원)을 거의 그 전체길이에 걸쳐 덮고 단면형상이 약 U자형이고 그 내면이 반사면인 광(光)반사판과, 상기 광가이드체 상에 배치되고, 예를 들어 상면이 다수의 3각기둥 형상의 프리즘을 평행으로 배열하여 이루어지는 프리즘면이고, 하면이 평활면으로 구성되고, 넓은 각도범위에 걸쳐 발해지는 백 라이트의 빛을 일정 각도범위로 정돈하고, 상기 광가이드체로부터의 빛을 확산시키는 확산 시트와, 상기 백라이트의 휘도를 향상시키기 위한 프리즘 시트와, 상기 광가이드체의 아래에 배치되고 광가이드체로부터의 빛을 액정표시소자측에 반사시키는 반사 시트 등으로 구성된다.
종래의 액정표시장치에서는, 액정표시소자의 주변 배면에 설치한 플렉시블(flexible) 회로기판과 금속프레임인 상측 케이스와의 전기적 접속은, 상측 케이스의 내면과의 사이에 스프링성의 금구를 개재시켜 납땜을 이용하였다.
그러나, 특히 드레인측의 플렉시블 회로기판에서는 프레임 보더 영역의 협소화의 진전으로 상기한 바와 같은 금구를 이용한 납땜이 곤란하다고 하는 문제가 있었다.
또, 액정표시소자와 광가이드체의 위치 어긋남이나 내충격성을 확보하기 위해서, 액정표시소자와 광가이드체 사이에 고무 쿠션재를 개재시켜 양자를 탄성적으로 고정하고 있었다.
그러나, 이러한 구성에서는, 액정표시소자와 광가이드체 사이(표시영역)에 이물질이 들어가거나, 프레임 보더 영역의 협소화가 진전되면 고무 쿠션의 폭이 좁아져, 조립이 곤란해진다.
게다가, 상측 케이스와 하측 케이스의 고정은 상측 케이스의 측면의 하단에 형성된 복수의 굴곡 고정편을 하측 케이스의 배면으로 접어서 고정하고 있다. 상기 굴곡 고정편은 상측 케이스의 측면의 하단부를 하측 케이스의 후면과 평행한 방향으로 길고 가늘게 잘라내서 형성하고, 이 굴곡 고정편을 하측 케이스의 후면으로 접어서 고정하고 있었다.
그러나, 본 구성에서는, 굴곡 고정편이 하측 케이스의 후면에 접촉하는 면적이 작기 때문에 굴곡 고정편이 조금밖에 걸리지 않아, 고정의 신뢰성이 저하한다고 하는 문제가 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 상기 종래기술의 문제를 해소하고, 프레임 보더 영역의 협소화를 용이하게 하는 액정표시장치를 제공하는 데 있다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에서 액정층을갖는 액정표시소자와, 상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블(flexible) 회로기판과, 상기 액정표시소자의 하면에 배치되고 선(線)광원, 광가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과, 상기 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와, 조명광원을 수납하는 수지제의 하측 케이스를 포함하고, 상측 케이스와 하측 케이스 사이에 액정표시소자, 플렉시블 회로기판 및 조명광원을 적층한 후, 하측 케이스의 외부 표면에 상측 케이스의 측면에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상측 케이스와 하측케이스를 누름 고정하여 이루어지는, 본 발명에 관련된 액정표시장치에 있어서, 상기 플렉시블 회로기판 상에 형성되는 그라운드 패턴과 상기 상측 케이스와의 사이에서의 전기적 접속은, 상기 하측 기판으로 절곡되는 그라운드 패턴부에 접착되고 도전영역을 갖는 적어도 1개의 칩부품과, 일단부가 서로 밀착된 상측 케이스와 하측 케이스의 대향부 사이에 끼워지고, 타단부가 상기 적어도 하나의 칩 부품의 도전영역에 대해 밀착되도록 배치되는 금속 테이프에 의해 행해진다.
따라서, 본 구성에 의하면, 입수가 용이한 소형화된 칩 부품을 이용함으로써 비용 저감을 도모할 수 있고, 프레임 보더 영역의 협소화에 따라 플렉시블 회로기판의 폭이 좁아져도 그 그라운드 패턴과 상측 케이스와의 전기적 접속이 용이하게 된다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에서 액정층을 갖는 액정표시소자와, 상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블 회로기판과, 액정표시소자의 후면에 배치되고 선(線)광원, 광가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과, 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와, 조명광원을 수납하기 위한 수지제의 하측 케이스를 포함하고, 상측 케이스와 하측 케이스 사이에 액정표시소자, 플렉시블 회로기판 및 조명광원을 적층한 후, 하측 케이스의 외부 표면에 상측 케이스의 측면에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상측 케이스와 하측케이스를 누름고정하는, 본 발명에 관련된 액정표시장치에 있어서, 상기 광가이드체와 액정표시소자를 상호 밀착시킴과 동시에, 상측 케이스와 하측 케이스를 복수의 굴곡 고정편에 의해 누름 고정한 1 또는 그 이상의 부근 영역에 하측 케이스의 주변부와 광가이드체 사이에 고무쿠션을 삽입한다.
따라서, 본 구성에 의하면, 액정표시소자와 광가이드체 사이로 이물질이 침입하는 것을 방지하고, 액정표시장치의 내충격성을 향상시킨다.
상기의 목적을 달성하기 위해, 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에서 액정층을 갖는 액정표시소자와, 상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블 회로기판과, 액정표시소자의 후면에 배치되고 선(線)광원, 광가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과, 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와, 조명광원을 수납하는 수지제의 하측 케이스를 포함하고, 상측 케이스와 하측 케이스 사이에 액정표시소자, 플렉시블 회로기판 및 조명광원을 적층한 후, 하측 케이스의 외부 표면에 상측 케이스의 측면에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상측 케이스와 하측케이스를 고정하는, 본 발명에 관련된 액정표시장치에 있어서, 상기 복수의 굴곡 고정편은 상기 하측 케이스의 후면과 평행한 면으로 굴곡시켜 형성되고, 상기 하측 케이스의 하면과 평행한 접촉영역에 적어도 하나의 굽은 부분을 갖는다.
따라서, 본 구성에 의하면, 굴곡 고정편과 하측 케이스의 접촉면적이 확대되고, 누름고정의 신뢰성이 향상된다. 또, 상기 굴곡 고정편의 절곡형상은 일단, 다단, 또는 그 절곡에 곡면을 갖게 한 각종 형상을 할 수 있다.
도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치에 있어서, 플렉시블 회로기판과 상측 케이스의 전기적 접속부의 실시예를 설명하기 위한 요부단면도이다.
도 2는 도 1에 있어서의 칩 부품과 금속 테이프의 상대위치관계의 설명도이다.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치에 있어서, 백 라이트를 구성하는 광가이드체가 하측 케이스로 수납되는 구조의 실시예를 설명하는 모식도이다.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치에 있어서, 백 라이트를 구성하는 광가이드체가 하측 케이스로 수납되는 구조의 다른 실시예를 설명하는 모식도이다.
도 5A, 5B는 본 발명에 의한 액정표시장치에 있어서, 백 라이트를 구성하는 광가이드체를 하측 케이스로 수납하는 구조의 또 다른 실시예를 설명하는 모식도이고, 도 5A는 상측 케이스와 하측 케이스의 누름고정부분의 확대도, 도 5B는 도 5A의 VB-VB선에 따른 단면도이다.
도 6A, 6B는 본 발명에 의한 누름고정부분의 실시예의 누름고정 전의 요부설명도이고, 도 6A는 하측 케이스의 배면에서 본 평면도, 도 6B는 그 측면도이다.
도 7A, 7B는 본 발명에 의한 누름고정부분의 실시예의 누름고정 후의 요부설명도이고, 도 7A는 하측 케이스의 배면에서 본 평면도, 도 7B는 그 측면도를 나타낸다.
도 8A, 8B는 본 발명에 의한 누름고정부분의 다른 실시예의 요부설명도이고, 도 8A는 굴곡 고정편의 누름고정 전을 나타내고, 도 8B는 굴곡 고정편의 누름고정 후를 나타낸다.
도 9A, 9B는 각각 본 발명에 의한 액정표시장치의 1구성예의 상측 케이스 및 상측 케이스로 덮기 이전의 액정표시소자를 나타내는 전개사시도이다.
도 10은 도 9A, 9B에서 도시한 상측 케이스와 액정표시소자의 하면에 적층하는 조명광원(백 라이트) 및 각종 광학필름을 하측 케이스에 수납하고, 상측 케이스와 고정하기 이전의 상태를 나타내는 분해사시도이다.
도 11A ~ 11E는 액정표시장치의 조립완성도로, 도 11A는 액정표시소자의 정면도이고, 도 11B ~ 11E는 각각 후측, 우측, 전측, 좌측면도이다.
도 12A, 12B는 각각 도 11A ~ 11E의 액정표시모듈의 후면과 그 측면에 실장되는 인터페이스 회로기판의 설명도이다.
도 13은 게이트측 플렉시블 회로기판과 드레인측 플렉시블 회로기판의 배치를 설명하는 요부 평면도이다.
도 14는 본 발명에 의한 액정표시장치의 다른 예의 전체구성을 설명하는 분해사시도이다.
도 15A ~ 15D는 각각 액정표시모듈의 조립완성도로, 액정표시소자의 정면도, 우측면도, 전측면도, 좌측면도이다.
도 16은 액정표시모듈의 후면측에서 본 조립완성도이다.
도 17은 액정표시소자의 외주부에 게이트측 플렉시블 회로기판과 절곡하기 전의 드레인측 플렉시블 회로기판을 실장한 구동회로기판이 장착된 액정표시소자의 정면도이다.
도 18은 인터페이스 회로기판을 실장한 도 17의 구동회로기판이 장착된 액정표시소자의 후면도이다.
도 19는 액정표시소자를 실드 케이스에 수납한 상태를 나타내는 후면도이다.
도 20A는 액정표시소자를 실드 케이스에 수납한 상태를 나타내는 후면도이고, 도 20B는 측면도이다.
도 21A, 21B는 각각 도 20A, 20B의 백 라이트로부터 프리즘 시트와 확산 시트를 제외한 정면도 및 전측면도이다.
도 22A, 도 22B는 각각 백 라이트의 다른 구성예를 나타내는 도 21A, 21B와 같은 정면과 전측면의 설명도이다.
도 23A ~ 23E는 각각 하측 케이스의 정면도, 후측면도, 우측면도, 전측면도, 좌측면도이다.
도 24는 도 23A에 있어서의 몰드 케이스의 각 코너부의 확대설명도이다.
도 25A ~ 25C는 몰드 케이스의 광가이드체 수납부의 설명도로, 도 25A는 요부평면도, 도 25B는 도 25A의 코너부의 종래 구조, 도 25C는 코너부의 본 구성예의 구조를 나타낸다.
도 26A, 26B는 각각 선(線)광원에 있어서의 반사판의 설치상태를 설명하는 측면도 및 상면도이다.
도 27A, 27B는 드레인 드라이버를 구동하기 위한 다층 플렉시블 회로기판의 설명도로, 도 27A는 후면(하면)도이고, 도 27B는 정면(상면)도이다.
도 28A, 28B는 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 요부 설명도로, 도 28A는 도 27A의 J부 확대 상세도이고, 도 28B는 다층 플렉시블 회로기판의 실장 및 꺾어 접은 상태를 나타내는 측면도이다.
도 29A, 29B는 게이트 드라이버를 구동하기 위한 다층 플렉시블 회로기판의 설명도로, 도 29A는 후면(하면)도이고, 도 29B는 정면(상면)도이다.
도 30은 다층 플렉시블 회로기판 내의 신호배선과 하측 기판상의 구동용 IC로의 입력신호와의 접속관계를 나타내는 배선도이다.
도 31은 액정표시소자의 하측 기판상에 드레인 구동용 IC를 탑재한 상태의 설명도이다.
도 32는 액정표시소자의 하측 기판의 드레인 구동용 IC의 탑재부 주변과 당해 기판의 절단선 부근의 요부 평면도이다.
도 33A ~ 33C는 각각 도 27A의 다층 플렉시블 회로기판의 33A-33A, 33B-33B선에서의 단면도이고, 도 27B는 다층 플렉시블 회로기판의 33C-33C선에서의 단면도이다.
도 34는 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 절곡 실장방법과 다층 플렉시블 회로기판과의 접속부를 나타내는 사시도이다.
도 35A, 35B는 다층 배선부분의 도체 패턴의 설명도로, 도 35A는 도 27B의 일부분에 있는 다층배선부분 FML부분의 표면 도체층 패턴구성을 나타내는 평면도이고, 도 35B는 도 27D의 인터페이스 회로기판(PCB)의 일부확대도를 나타낸다.
도 36은 도 31의 액정표시소자의 36-36선에 의한 단면도이다.
도 37A ~ 37D는 제어부 및 전원부를 갖는 인터페이스 회로기판의 설명도로, 도 37A는 후면(하면)도이고, 도 37B, 37C는 각각 탑재한 하이브리드 집적회로(HI) 부분의 전측, 횡측면도이고, 도 37D는 정면(상면)도이다.
도 38은 도 11의 액정표시장치의 38-38선에 의한 단면도이다.
도 39는 도 11의 액정표시장치의 39-39선에 의한 단면도이다.
도 40은 도 11의 액정표시장치의 40-40선에 의한 단면도이다.
도 41은 도 11의 액정표시장치의 41-41선에 의한 단면도이다.
도 42는 액정표시소자와 그 외주부에 배치되는 구동회로 등의 회로구성을 설명하는 블럭도이다.
도 43은 액정표시모듈의 등가회로를 나타내는 블럭도이다.
도 44는 게이트 드라이버와 드레인 드라이버에 대한 표시 데이터와 클럭신호의 흐름의 설명도이다.
도 45는 코먼전극전압과 드레인전압 및 게이트 전압의 레벨과 그 파형도이다.
도 46은 액정표시소자의 각 드라이버의 개략구성과 신호의 흐름을 나타내는 블럭도이다.
도 47A 및 도 47C는 본체 컴퓨터에서 표시제어장치에 입력되는 표시 데이터, 도 47B, 47D는 각각 표시제어장치에서 드레인 드라이버와 게이트 드라이버에 출력되는 신호를 나타내는 타이밍도이다.
도 48은 액정표시모듈을 실장한 노트형 컴퓨터 또는 워드프로세서의 사시도이다.
도 49는 액정표시모듈을 실장한 다른 노트형 컴퓨터 또는 워드프로세서의 사시도이다.
〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉
SHD : 실드 케이스(상측 케이스) MCA : 몰드 케이스(하측 케이스)
MTP : 금속 테이프 IC : 구동 IC
FPC1, FPC2 : 플렉시블 회로기판 CHX : 칩 부품
GNDPT : 그라운딩 패턴 GC : 고무 쿠션
POL1, POL2 : 하부, 상부 편광판 SUB1, SUB2 : 하부, 상부 기판
PNL : 액정표시소자 MLZ : 도전부
GLB : 광가이드체 RFS : 반사판
MO : 개구 NL : 굴곡 고정편
NR : 고정용 홈부 NRW : 고정용 홈부의 내벽
B : 절곡선 SPC1, SPC2 : 절연 스페이서
BAT : 양면접착테이프 HK : 고정용 후크
WD : 표시창 ASB : 주변회로실장 액정표시소자
PCB : 인터페이스 회로기판 SPS : 확산시트
SPC-P : 스페이서의 돌기 RFS-E : RFS의 연장부분
PRS : 프리즘 시트 LP : 냉음극 형광관
LS : 광원 반사판 LPC : 램프 케이블
LPCH : 냉음극 형광관의 케이블 홀더 ALCV : 홈부
GB : 고무 부쉬(bush) HLD : 장착구멍
CT1 : 인터페이스 컨넥터 CT2, CT3 : 접속용 컨넥터
CT4 : 플래트 컨넥터 TCON : 제어회로 칩
LVDS : 저전압 차동수신회로 칩 DD : 디지털/디지털 변환회로 칩
JN1, JN2 : 전기적 접속수단 SLV : 슬리브(sleeve)
CSP : 관통구멍 LCT : 인버터 전원용의 접속 컨넥터
JT2 : 볼록부 FHL : 위치결정용 구멍
MPN : 볼록부 MB : 광가이드체의 보지부
PJ : 위치결정부 MC1 ~ 4 : 램프 케이블의 수납부
MH : 장착구멍 ERH : 매쉬 도체 패턴
BF1 : 폴리이미드 필름 FSL : 돌출부분
FML : 다층배선부분 ACF : 이방성 도전막
ALMD, ALMG : 얼라인먼트 마크 TM : 출력단자
COM : 공통투명 화소전극 Td : 입력단자배선
DTM : 드레인측 인출선 GTM : 게이트측 인출선
BIN : 접착제층 SRS : 솔더 레지스트
VIA : 관통구멍 CHG, CHD : 칩콘덴서
PSV1, PSV2 : 보호막 SIL : 실리콘 수지
HI : 하이브리드 집적회로 101 : 제어부
102 : 전원부 103 : 드레인 드라이버부
104 : 게이트 드라이버부 BL : 백 라이트
201 : 표시제어장치 202 : 코먼전극전압 생성부
203 : 코먼전극 드라이버 204 : 게이트 온 전압 생성부
205 : 게이트 오프 전압 생성부 206 : 게이트 드라이버
207 : 레벨 시프터 208 : 계조기준전압 생성부
209 : 멀티플렉서 210 : 버퍼회로
211 : 드레인 드라이버 212 : DC-DC 컨버터
이하, 본 발명의 실시형태에 대해 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 의한 액정표시장치의 플렉시블(flexible) 회로기판과 상측 케이스의 전기적 접속부의 실시예를 설명하기 위한 요부 단면도이고, 도 2는 도 1에서의 칩 부품과 금속 테이스의 상대위치관계에 대한 설명도이다.
도 1에서 도시한 도면부호 (MCA)는 하측 케이스(수지재 몰드, 몰드 케이스)로, 선(線)광원, 또는 선광원과 광가이드체로 이루어지는 조명광원(백 라이트)을 수납한다.
도면부호 (SHD)는 금속성의 상측 케이스(실드 케이스)이고, 도면부호 (SUB1)은 하측 기판, 도면부호 (SUB2)는 상측 기판, 도면부호 (POL1)은 하측 편광판, 도면부호 (POL2)는 상측 편광판, 도면부호 (PNL)은 액정표시소자를 나타낸다.
또, 도면부호 (IC)는 하측 기판(SUB1)의 주변에 직접 실장된 구동IC, 도면부호 (FPC2)는 드레인측의 플렉시블 회로기판, 도면부호 (GNDPT)는 플렉시블 회로기판의 그라운딩 패턴, 도면부호 (CHX)는 칩 부품, 도면부호 (GC)는 고무 쿠션재, 도면부호 (MTP)는 금속테이프(銅箔)이다.
본 실시예에서는, 칩 부품(CHX)에 칩 콘덴서를 이용하고 있다. 이 칩 부품(CHX)는 그 양끝에 금속화처리된 도전부(MLZ)를 갖고, 하측 기판(SUB1)의 주변부 배면에 설치된 플렉시블 회로기판(FPC2)의 하면에 납땜 등에 의해, 장착되어 있다.
도 2에서 도시하듯이, 칩 부품(CHX)의 하면은 몰드 케이스(MCA) 상에 배치된 금속 테이프(MTP)의 한쪽 끝부와 접하는 위치에 장착되어 있고, 상기 금속 테이프(MTP)의 다른 한쪽의 끝부는 몰드 케이스(MCA)의 가장자리끝에서 상기 몰드 케이스의 하측으로 돌아 들어오듯이 굴곡되고, 상측 프레임(SHD)를 몰드 케이스(MCA)에 누름 고정할 때 그 사이에 끼워지듯이 배치되어 있다.
일측면에 둘중 하나에 형성되는 누름 돌출부(예를 들어, 굴곡 고정편, 귀, 또는 혀모양 등)로 둘을 함께 고정하는 것 대해서는 이하에서 누름고정으로서 설명한다.
본 실시예에 의하면, 플렉시블 회로기판(FPC2)과 상측 프레임(SHD)와의 전기적 접촉을 위한 플렉시블 회로기판(FPC2)의 폭을 고려할 필요가 없다. 또, 몰드 케이스(MCA)에 홈(凹)부를 형성하고, 그 안에 고무 쿠션(GC)를 깔아서 설치함으로써, 칩 부품(CHX)와 금속 테이프(MTP)의 접속부를 탄성적으로 보지할 수 있어, 접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명에 의한 액정표시장치에 있어서, 백 라이트를 구성하는 광가이드체를 하측 케이스에 수납하는 구조의 실시예를 설명하는 모식도이다.
하측 케이스(몰드 케이스)(MCA)는 광가이드체(GLB)의 가장자리끝을 지지하여수납하는 틀모양체이고, 개구(MO)를 갖고 있다. 상기 몰드 케이스(MCA)의 틀형상 내부를 따라 ㅁ자 형상의 고무쿠션(GC)를 배치하고, 그 위에 광가이드체(GLB)를 배치하여 수납한다.
도시하고 있지 않으나, 광가이드체(GLB)의 상면에는 확산 시트와 프리즘 시트 등의 광학 시트를 개재시켜 액정표시소자를 밀착시킨다. 이 상태에서, 도 6A, 6B, 도 10, 도 11A ~ 도 11E, 도 38, 도 41에서 도시하듯이, 상측 케이스(SHD)를 액정표시소자에 덮어, 그 측면에 형성된 굴곡 고정편을 몰드 케이스(MCA)의 배면에 누름 고정한다.
본 구성에 의하면, 액정표시소자와 광가이드체(GLB) 사이에 이물질이 침입하는 것을 방지하고, 프레임 보더 영역의 협소화 및 박형(薄型)화 시에도 고무 쿠션의 설치 공간이 확보되어, 내충격성이 양호한 액정표시장치를 얻을 수 있다.
도 4는 본 발명에 의한 액정표시장치의 하측 케이스로의 백 라이트를 구성하는 광가이드체의 수납구조의 다른 실시예를 설명하는 모식도이다.
본 실시예는 도 3에서 도시한 고무 쿠션(GC)를 몰드 케이스(MCA)의 각 변마다 독립시킨 것으로, 효과는 도 3과 동일하다. 또한, 고무 쿠션(GC)는 상측 케이스(SHD)와 몰드 케이스(MCA)의 누름 부분에만 개재삽입하여도 좋다.
도 5A, 5B는 본 발명에 의한 액정표시장치의 하측 케이스로의 백 라이트를 구성하는 광가이드체의 수납구조의 또 다른 실시예를 설명하는 모식도로, 도 5A는 상측 케이스(SHD)와 하측 케이스인 몰드 케이스(MCA)의 누름 부분의 확대도, 도 5B는 도 5A의 VB - VB선을 따라 자른 단면도이다.
본 실시예는 도 3이나 도 4에서 도시한 고무쿠션(GC) 대신에, 몰드 케이스(MCA)의 광가이드체(GLB)를 받아 지지하는 저변 내주(MCA - C)의 두께를 얇게 하여 광가이드체(GLB)에 대향하는 방향의 탄력성을 갖게 한 것이다. 또한, 상기 얇은 두께체(MCA - C)는 상측 케이스(SHD)와의 누름 부분에만 형성해도 좋다.
도 6A, 6B와 도 7A, 7B는 본 발명에 의한 누름 고정부분의 실시예의 요부 설명도이고, 도 6A와 도 7A는 하측 케이스의 배면에서 본 평면도, 도 6B와 도 7B는 각각의 측면도를 나타낸다.
상측 케이스(SHD)와 하측 케이스(MCA)의 누름 고정은 도 6A, 6B에서 도시하듯이, 상측 케이스(SHD)의 측면에 형성한 굴곡 고정편(NL)에 미리 외측방향의 절곡(화살표 B)를 형성하여 두고, 이것을 도 7A, 7B에서 도시하듯이 하측 케이스(MCA)의 고정용 홈부(NR)에 접는 선(BL)에서 눌러 젖혀 고정한다. 상기 절곡의 선단영역은 누름고정하였을 때 고정용 홈부(NR)의 내벽(NRW)와 평행하게 접촉하는 각도로 해 두는 것이 바람직하다.
본 구성에 의하면, 굴곡 고정편(NL)과 고정용 홈부(NR)의 저면과 내벽과의 접촉면적이 커지고, 프레임 보더 영역이 협소화되어도 충분한 누름 고정이 가능하게 된다.
도 8A, 8B는 본 발명에 의한 누름고정부분의 다른 실시예의 요부 설명도이다.
굴곡 고정편(NL)의 형상은 도 8A에서 도시하듯이 미리 완곡시키거나, 또는 물결모양으로 해도 좋고, 누름 고정 후는 도 8B에서 도시하듯이 고정용 홈부(NR)의 저면과 내벽과의 접촉면적이 커지는 것이라면, 어떠한 형상이라도 좋다.
또한, 본 실시예에 있어서는, 칩 부품(CHX)로서 칩 콘덴서를 이용하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 칩 저항, 세라믹 기판에 금속화층을 설치한것, 또는 금속 시트 등이라도 좋다. 칩 부품의 크기는 폭, 길이, 두께 모두 2㎜이하인 것이 바람직하다.
다음, 상기 각 실시예를 적용한 액정표시장치의 구체예에 대해 상세히 설명한다. 또, 이하에서 설명하는 도면에 있어서 동일기능을 갖는 것은 동일 부호를 붙이고, 그 반복설명은 생략한다.
도 9A, 9B와 도 10은 본 발명에 의한 액정표시장치의 일구성예의 전체를 설명하는 전개 사시도로, 도 9A, 9B는 액정표시장치의 케이스체를 구성하는 상측 케이스로 액정표시소자를 덮기 이전의 상태를 나타내는 전개사시도, 도 10은 도 9A, 9B에서 도시한 상측 케이스와 액정표시소자의 하면에 적층되는 조명광원(백 라이트) 및 각종 광학필름을 하측 케이스에 수납하여 도 9A의 상측 케이스와 고정하기 이전의 상태를 나타내는 전개사시도이다.
도 9A, 9B와 도 10에 있어서, 도면부호 (SHD)는 상측 케이스(실드 케이스), 도면부호 (PNL)은 액정표시소자, 도면부호 (SPC : SPC1 ~ SPC2)는 절연 스페이서, 도면부호 (SPC-P)는 스페이서(SPC)의 돌기(상측 케이스(SHD)에 난 개구에 끼워진다), 도면부호 (BAT)는 양면접착 테이프, 도면부호 (FPC1, FPC2)는 다층 플렉시블 회로기판 (FPC1은 게이트측 회로기판, FPC2는 드레인측 회로기판), 도면부호 (PCB)는 인터페이스 회로기판, 도면부호 (SPS)는 확산시트, 도면부호 (PRS)는 프리즘시트, 도면부호 (GLB)는 광가이드체, 도면부호 (RFS)는 반사판, 도면부호 (GC)는 고무쿠션, 도면부호 (MCA)는 하측 케이스(몰드 프레임), 도면부호 (LP)는 냉음극 형광관(CFL), 도면부호 (LS)는 광원 반사판, 도면부호 (LPCH)는 냉음극 형광관의 케이블 홀더이다.
도 9A에서 도시한 실드 케이스(SHD)는 1매의 금속판을 프레스 방식과 절곡가공에 의해 제작된다. 도면부호 (WD)는 액정표시소자(PNL)을 노출시키는 개구이다. 상기 액정표시소자(PNL)은 2매의 기판 사이에 액정층을 끼워 지지하고, 그 아래의 기판에는 교차배치된 복수의 게이트선과 드레인선이 있고, 이 게이트선과 드레인선의 교차점에 박막 트랜지스터가 배치되고, 이 박막트랜지스터로 구동되는 화소전극으로 1화소가 구성된다.
게이트구동용의 구동IC는 액정표시소자(PNL)의 인터페이스 회로기판(PCB)에 인접하는 하측 기판의 제 1 변에 실장되고, 플렉시블 회로기판(FCP1)에 의해 게이트구동용의 구동IC에 구동신호를 공급한다. 또, 드레인구동용의 구동IC는 하측 기판의 제 1 변에 교차하는 제 2 변에 실장되고, 플렉시블 회로기판(FCP2)에 의해 드레인구동용의 구동IC에 구동신호가 공급된다.
상기한 각 구동IC와 플렉시블 회로기판(FCP1, FCP2) 및 인터페이스 회로기판(PCB)를 실장한 액정표시소자를 이하 주변회로실장 액정표시소자(ASB)라 칭한다.
도 10에 있어서, 하측 케이스(MCA)의 내측에는 고무쿠션(GC)를 매개로 하여 광가이드체(GLB)가 설치된다. 상기 광가이드체(GLB)의 배면에는 반사판(RFS)가 적층되어 있다. 상기 광가이드체(GLB)의 상면에는 2매의 프리즘 시트(PRS : PRS1, PRS2)와 확산 시트(SPS)가 적층되고, 그 위에 도 9A, 9B에서 도시한 주변회로실장 액정표시소자(ASB)를 재치하고, 상측 케이스(SHD)를 덮고, 상측 케이스(SHD)의 가장자리주변에 형성된 고정 굴곡 고정편(NL)과 하측 케이스(MCA)에 형성된 고정용 홈부를 서로 끼워서 고정하여, 액정표시장치(액정표시모듈이라고도 한다)를 조립한다.
이어, 도 11A이하를 참조하여, 본 발명에 의한 액정표시장치의 구성예를 더욱 상세히 설명한다.
또한, 본 명세서 첨부의 각 도의 구성에 약간의 상이가 있는 경우가 있으나, 이것은 본 발명이 복수 형태의 액정표시장치에 적용가능하다는 것을 의미하는 것으로 해석바란다.
도 11A ~ 11E는 액정표시장치(액정표시모듈)의 조립완성도이고, 도 11A는 액정표시소자(PNL)의 표면측(즉, 액정표시소자(PNL)측)에서 본 정면도, 도 11B ~ 11E는 각 측면도이다.
도 12A는 도 11A ~ 11E의 액정표시모듈의 후면과 그 측면에 실장되는 인터페이스 회로기판의 설명도이다.
액정표시모듈(MDL)은 하측 케이스(몰드 프레임) (MCA)와 상측 케이스(실드 프레임 : SHD)의 2종류의 수납, 보지부재를 갖는다. 도면부호 (HLD)는 상기 모듈(MLD)를 표시부로서 퍼스널 컴퓨터, 워드프로세서 등의 정보처리장치에 실장하기 위해 설치한 4개의 장착구멍이다. 상기 몰드 케이스(MCA)의 장착구멍(MH : 도24에서 확대하여 도시한다)에 일치하는 위치에 실드 케이스(SHD)의 장착구멍(HLD)가 형성되어 있고(도 11A), 양쪽 장착구멍에 나사 등을 통하여 정보처리장치에 고정하여, 실장한다. 상기 모듈(MDL)에서는 백 라이트용의 인버터 전원을 M1부분(도 20A)에 배치하고, 접속 컨넥터(LCT), 램프 케이블(LPC)를 매개로 하여 백 라이트(BL)에 전원을 공급한다.
본체 컴퓨터(호스트 컴퓨터)로부터의 신호 및 필요한 전원은 상기 모듈의 후면에 위치하는 인터페이스 회로기판의 인터페이스 컨넥터(CT1)을 매개로 하여 액정표시모듈(MDL)의 제어부 및 전원부에 공급된다.
도 12B는 인터페이스 회로기판(PCB)의 구성예의 설명도이다.
상기 인터페이스 회로기판(PCB)에는 본체 컴퓨터로부터의 신호 및 필요한 전원을 받는 컨넥터(CT1), 본체 컴퓨터로부터 수신한 시리얼(serial)의 저전압 차동신호를 원래의 패러렐(parallel)의 신호로 변환하기 위한 저전압 차동수신회로 칩(LVDS), 제어회로 칩(TCON), 각종 직류전압을 생성하는 디지털/디지털 변환회로 칩(DD), 및 후술하는 게이트측 플렉시블 회로기판(FPC1)과 드레인측 플렉시블 회로기판(FPC2)와의 접속용 컨넥터(CT3, CT2)가 탑재되어 있다.
도 13은 게이트측 플렉시블 회로기판(FPC1)와 드레인측 플렉시블 회로기판(FPC2)의 배치를 설명하는 요부평면도이다.
액정표시소자(PNL)의 인터페이스 회로기판측의 상면에는 게이트구동용의 구동 IC가 탑재되어 있고, 이 구동 IC에 접속하는 게이트측 플렉시블 회로기판(FPC1)이 배치된다. 상기 액정표시소자(PNL)의 하변에는 드레인구동용의 구동 IC가 탑재되고, 이 구동 IC에 접속하는 플렉시블 회로기판(FPC2)가 배치되어 있다.
상기 플렉시블 회로기판(FPC2)의 게이트측 플렉시블 회로기판(FPC1)측의 끝부에는 돌출부(JN4)이 형성되고, 이 선단에 인터페이스 회로기판(PCB)의 컨넥터(CT2)와 접 속하기 위한 컨넥터(플랫트(flat) 컨넥터)(CT4)가 설치되어 있고, 상기 플렉시블 회로기판(FPC2)를 액정표시소자(PNL)의 후면으로 절곡하여 상기 컨넥터(CT4)를 인터페이스 회로기판의 컨넥터(CT2)에 접속한다.
도 14는 본 발명에 의한 액정표시장치의 다른 예의 전체구성을 설명하는 전개사시도이다.
도면부호(SHD)는 상측 케이스(실드 케이스), 도면부호 (WD)는 표시창, 도면부호 (SPC1 ~ SPC4)는 절연 스페이서, 도면부호 (FPC1, FPC2)는 절곡된 다층 플렉시블 회로기판(FPC1은 게이트측 회로기판, FPC2는 드레인측 회로기판), 도면부호 (PCB)는 인터페이스 회로기판, 도면부호 (ASB)는 조립된 구동회로기판이 장착되어 있는 액정표시소자, 도면부호 (PNL)은 틈을 매개로 하여 서로 겹쳐서 고정된 2매의 투명절연기판의 한쪽 기판 상에 구동용IC를 탑재한 액정표시소자, 도면부호 (PRS)는 프리즘 시트(2매), 도면부호 (SPS)는 확산시트, 도면부호 (GLB)는 광가이드체, 도면부호 (RFS)는 반사시트, 도면부호 (MCA)는 일체성형에 의해 형성된 하측 케이스(몰드 케이스), 도면부호 (LP)는 선(線)형 광원(냉음극 형광관), 도면부호 (LPC1, LPC2)는 램프 케이블, 도면부호(LCT)는 인버터 전원용의 접속 컨넥터, 도면부호 (GB)는 냉음극 형광관을 지지하는 고무 부쉬(bush)이고, 도시한 상하배치관계로 겹쳐 쌓아서, 상측 케이스(SHD)와 하측 케이스(MCA)를 고정함으로써, 액정표시장치(액정표시모듈)이 조립된다. 그 외의 구성의 상세는 아래에서 설명한다.
도 15A ~ 15D는 액정표시모듈의 조립완성도이고, 액정표시소자(PNL)의 표면측(즉, 상측, 표시측)에서 본 정면도, 우측 도면, 전측 도면, 좌측 도면이다.
도 16은 액정표시모듈의 조립완성도이고, 액정표시소자(PNL)의 후면측(즉, 하측)에서 본 후면도이다.
액정표시모듈(MDL)은 몰드 케이스(MCA)와 실드 케이스(SHD)의 2종류의 수납, 보지부재를 갖는다. 도면부호 (HDL)은 상기 모듈(MDL)을 표시부로서 퍼스널 컴퓨터, 워드프로세서 등의 정보처리장치에 실장하기 위해 설치한 4개의 장착구멍이다. 몰드 케이스(MCA)의 장착구멍(MH)(후술하는 도 23A ~ 23E, 도 24)에 일치하는 위치에 실드 케이스(SHD)의 장착구멍(HLD)가 형성되어 있고(도 19 참조), 양쪽 장착구멍에 나사 등을 통하여 정보처리장치에 고정, 실장한다. 상기 모듈(MDL)에서는 백 라이트용의 인버터전원을 M1부분(도 24A 참조)에 배치하고, 접속 컨넥터(LCT), 램프 케이블(LPC)를 매개로 하여 백 라이트(BL)에 전원을 공급한다.
본체 컴퓨터(호스트 컴퓨터)로부터의 신호 및 필요한 전원은 상기 모듈의 후면에 위치하는 인터페이스 컨넥터(CT1)을 매개로 하여 액정표시모듈(MDL)의 제어부 및 전원부에 공급된다.
도 42는 도 19에서 도시한 액정표시모듈의 TFT액정표시소자와 그 외주부에 배치된 회로를 나타내는 블럭도이다. 도시되어 있지 않으나, 본 구성예에서는 드레인 드라이버 (IC1~ ICM)은 액정표시소자의 한쪽 기판상에 형성된 드레인측 인출선(DTM) 및 게이트측 인출선(GTM)과 이방성 도전막 또는 자외선 경화수지로 칩 온글래스(chip-on-glass)실장 (COG실장)되어 있다.
본 구성예에서는 XGA사양인 800×3×600의 유효 도트에 대응하여, 드레인 드라이버 IC를 M개, 게이트 드라이버 IC를 N개 COG실장하고 있다. 또한, 액정표시소자의 하측에는 드레인 드라이버부(103)이 배치되고, 좌측면부에는 게이트 드라이버부(104), 같은 좌측면부에는 제어부(101), 전원부(102)가 배치된다. 상기 제어부(101) 및 전원부(102), 드레인 드라이버부(103), 게이트 드라이버부(104)는 각각 전기적 접속수단(JN1, JN2)에 의해 상호 접속되어 있다. 또, 제어부(101) 및 전원부(102)는 게이트 드라이버부(104)의 후면에 배치되어 있다.
다음은 각 구성부품의 구성을 상세히 설명한다.
금속제 실드 케이스
도 15A ~ 15D에 실드 케이스(SHD)의 상면, 우측면, 전측면, 좌측면이 도시되어 있고, 상기 실드 케이스(SHD)을 측면 상방에서 보았을 때의 사시도를 도 14에서 도시하고 있다.
상기 실드 케이스(메탈 프레임)(SHD)는 1매의 금속판을 프레스 가공과 절곡 가공에 의해 제작한다. 도면부호 (WD)는 액정표시소자(PNL)을 노출시키는 개구로, 이하 표시창이라고 한다.
도면부호 (NL)은 실드 케이스(SHD)와 몰드 케이스(MCA)와의 고정용 굴곡 고정편으로, 예를 들어 12개 구비하고 있다. 도면부호 (HK)는 똑같이 고정용 후크로, 예를 들어 6개 구비하고 있고, 각각 실드 케이스(SHD)에 일체적으로 설치되어 있다.
도 15A ~ 15D와 도 16에서 도시한 고정용 굴곡 고정편(NL)은 도 6A, 6B, 도 7A, 7B에서 설명한 바와 같이, 절곡하기 전의 상태에서 구동회로가 장착된 액정표시소자(ABS)를 스페이서(SPC)를 끼고 실드 케이스(SHD)에 수납한 후, 각각 내측으로 절곡되어 몰드 케이스(MCA)에 설치된 사각의 고정용 홈부(NR)(도 6A, 6B 참조)에 삽입된다 (절곡된 상태는 도 7A, 7B를 참조).
상기 고정용 후크(HK)는 각각 몰드 케이스(MCA)에 설치된 고정용 돌기(HP)(도 12B 의 측면도 참조)에 끼워 넣어진다. 이로 인해, 구동회로가 장착된 액정표시소자(ABS)를 보지, 수납하는 실드 케이스(SHD)와, 광가이드체(GLB), 냉음극 형광관(LP) 등을 보지, 수납하는 몰드 케이스(MCA)와 확실하게 고정된다.
또, 상기 광가이드체(GLB)의 하면(반사 시트의 배면)의 사방 가장자리 주위에는 얇고 가늘고 긴 장방형의 고무 쿠션이 설치되어 있다 (후술하는 도 38 ~ 도 41 참조).
또, 고정용 굴곡 고정편(NL)의 절곡을 펴서 고정용 후크(HK)를 풀기만 하는 작업에서, 분해 수리가 용이하고 백 라이트(BL)의 냉음극 형광관의 교환도 용이하다.
또, 본 구성예에서는, 한쪽의 변을 주로 고정용 후크(HK)로 고정하고, 서로 마주하는 다른쪽 변을 고정용 굴곡 고정편(NL)로 고정하고 있기 때문에, 모든 고정용 굴곡 고정편(NL)을 풀지 않아도 일부의 고정용 굴곡 고정편(NL)만을 풀기만 함으로써 분해할 수 있다. 따라서, 수리나 백라이트의 교환도 용이하다.
도 15A에 있어서, 도면부호 (CSP)는 관통구멍으로, 제조시 고정하여 세운 핀에 실드 케이스(SHD)를 상기 관통구멍(CSP)에 삽입하여 실장함으로써, 실드 케이스(SHD)와 다른 부품과의 상대위치를 정밀하게 설정하기 위한 것이다.
절연 스페이서(SPC1 ~ SPC4)는 절연물의 양면에 접착제가 도포되어 있어, 실드 케이스(SHD) 및 구동회로가 장착된 액정표시소자(ABS)를 확실하게 절연 스페이서의 간격을 유지하면서 고정할 수 있다.
또, 상기 모듈(MDL)을 퍼스널 컴퓨터 등의 응용제품에 실장할 때, 상기 관통구멍(CSP)를 위치결정의 기준으로 삼는 것도 가능하다.
절연 스페이서
도 9A, 9B, 도 39, 도 40에서도 도시한 바와 같이, 절연 스페이서(SPC : SPC1 ~ SPC4)는 실드 케이스(SHD)와 구동회로가 장착된 액정표시소자(ABS)와의 절연을 확보할 뿐만 아니라, 실드 케이스(SHD)와의 위치 정도(精度)의 확보와, 구동회로가 장착된 액정표시소자(ABS)와 실드 케이스(SHD)를 양면 접착테이프(BAT)로 고정한다.
다층 플렉시블 회로기판 (FPC1, FPC2)
도 17은 액정표시소자(PNL)의 외주부에 게이트측 플렉시블 회로기판(FPC1)과 절곡하기 전의 드레인측 플렉시블 회로기판(FPC2)를 실장한 구동회로기판이 장착된 액정표시소자의 정면도이다.
도 16은 인터페이스 회로기판(PCB)를 실장한 도 17의 구동회로기판이 장착된 액정표시소자의 후면도이다.
도 20A는 실드 케이스를 아래로 하여 플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2), 인터페이스 회로기판(PCB)를 실장한 후, 플렉시블 회로기판(FPC2)를 절곡하여 액정표시소자(PNL)을 실드 케이스(SHD)에 수납한 상태를 도시하는 후면도, 도 20B는 그 측면도이다.
도 17의 좌측 IC 칩은 수직주사회로측의 구동 IC 칩이고, 하측의 IC 칩은 영상신호 구동회로측의 구동용 IC 칩으로, 이방성 도전막(도 36 의 ACF2)이나 자외선 경화제 등을 사용하여 기판상에 COG실장되어 있다.
종래의 방법에서는 구동용 IC 칩이 테이프 오토매티드 본딩법(TAB : tape-automated-bonding method)에 의해 실장된 테이프 캐리어 팩키기(TCP : tape carrier package)를 이방성 도전막을 사용하여 액정표시소자(PNL)에 접속했었다.
그런데, COG실장에서는 직접 구동 IC를 실장하기 때문에, 상기 TAB공정이 불필요해지고 공정이 단축되며, 테이프 캐리어도 불필요해지기 때문에, 원가 저감효과도 있다. 게다가, COG실장은 고정세(高精細)·고밀도 액정표시소자의 실장기술로서 적합하다.
여기서는, 액정표시소자(PNL)의 한 장변에 드레인 드라이버 IC를 일렬로 배열하고, 드레인선을 한 장변에 인출하고 있다. 그리고, 게이트선도 한 단변측에 인출하고 있으나, 더욱 고정세로 되었을 경우는, 대향하는 2개의 단변측에 게이트선을 인출하는 것도 가능하다.
드레인선 또는 게이트선을 교대로 인출하는 방식에서는, 드레이선(DTM) 또는 게이트선(GTM)과 구동 IC의 출력측 범프(BUMP)와의 접속은 용이해지나, 주변회로기판을 액정표시소자(PNL)의 대향하는 2장변의 외주부에 배치할 필요가 생긴다. 이로써, 외형 치수가 편측 인출인 경우보다도 커진다고 하는 문제가 있다. 특히, 표시색 수가 늘면 표시데이터의 데이터선 수가 증가하여 정보처리장치의 최외형 치수가 커지기 때문에, 본 구성예에서는 다층 플렉시블 회로기판을 사용하여 드레인선을 편측에만 인출하도록 하고 있다.
도 27A, 27B는 드레인 드라이버를 구동하기 위한 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 설명도로, 도 27A는 후면(하면)도이고, 도 27B는 정면(상면)도이다. 또, 도 29A, 29B는 게이트 드라이버를 구동하기 위한 다층 플렉시블 회로기판(FPC1)의 설명도로, 도 29A는 후면(하면)도이고, 도 29B는 정면(상면)도이다.
그리고, 도 33A ~ 33C는 도 27A, 27B에서 도시한 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 구조설명도로, 도 33A는 도 27A의 33A-33A선을 따라 절단한 단면도, 도 33B는 같은 도면의 33B-33B선을 따라 절단한 단면도, 도 33C는 같은 도면의 33C-33C선을 따라 절단한 단면도이다. 또, 설명을 위해, 도 33A ~ 33C에서의 두께방향과 평면방향의 치수의 비율은 실제의 치수와 다르고, 과장하여 나타내고 있다.
도 30은 다층 플렉시블 회로기판(FPC)내의 신호배선과 기판(SUB1)상의 구동용 IC로의 입력신호와의 접속관계를 나타내는 개략배선도이다.
상기 다층 플렉시블 회로기판(FPC)내의 신호배선은 기판(SUB1)의 1변과 평행인 제 1 배선군과, 이와 수직인 제 2 배선군이 있다. 상기 제 1 배선군은 구동용 IC간에 공통의 신호를 공급하는 공통배선군이고, 상기 제 2 배선군은 각 구동용 IC에 필요한 신호를 공급하는 배선군이다. 이 때문에, 최소한 돌출부분(FSL)은 1층의 도광층으로 구성된다. 또, 부분(FML)은 최소한 2층의 도체층으로 구성되고, 관통구멍으로 제 1 배선군과 제 2 배선군을 전기접속할 필요가 있다. 본 구성예에서는 절곡하였을 때 하편광판의 끝에 닿지 않도록, 부분(FML)의 단변길이를 짧게 할 필요가 있다.
즉, 도 33A ~ 33C에서 도시하듯이, 3층이상의 도체층, 예를 들어 본 구성예어서는 8층의 도체층(L1 ~ L8)의 부분(FML)을 액정표시소자(PNL)의 1변에 평행하게 설치하고, 이 부분에 주변회로 배선이나 전자부품을 탑재함으로써, 데이터선이 증가해도 회로기판의 외형 치수를 확보한 채 층수를 늘림으로써 대응할 수 있다.
도체층 (L1)은 부품 패드로 그라운드(grounding)용이며,도체층 (L2)는 계조 기준전압(Vref)과 5V(또는, 3.3V)전원용, 도체층 (L3)은 그라운드용, 도체층 (L4)는 데이터신호와 클럭(CL2, CL1)용, 도체층 (L5)는 제 2 배선군인 인출 배선용, 도체층 (L6)은 계조기준전압(Vref)용, 도체층 (L7)은 데이터 신호용, 도체층 (L8)은 5V(또는, 3.3V)전원용이다.
각 도체층간의 접속은 관통구멍(VIA) (도 35A 참조)를 통하여 전기적으로 접속된다.
상기 도체층(L1 ~ L8)은 동(Cu)배선으로 형성되나, 액정표시소자(PNL)의 구동 IC로의 입력단자배선(Td) (도 31, 도 32 참조)와 접속되는 도체층(L5)의 부분에는 동(Cu)위에 니켈(Ni)바탕으로 그 위에 또 금(Au)도금을 실시하고 있다. 따라서, 출력단자(TM)과 입력단자배선(Td)와의 접속저항을 저감할 수 있다.
상기 각 도체층(L1 ~ L8)은 절연층으로서 폴리이미드 필름(BF1)로 이루어지는 중간층을 개재시키고, 접착제층(BIN)에 의해 각 도체층을 고착시키고 있다. 상기 도체층은 출력단자(TM)이외는 절연층으로 피복되나, 다층배선부분(FML)에서는 절연을 확보하기 위해, 솔더(solder) 레지스트(SRS)가 최상층 및 최하층에 도포되어 있다. 게다가, 가장 바깥 표면에는 절연 실크재(SLK)가 접착되어 있다.
다층 플렉시블 회로기판의 이점은, COG실장하는 경우에 필요한 접속단자부분(TM)에 연결되어 있는 도체층(L5)을 다른 도체층과 일체적으로 구성할 수 있어, 부품 수가 줄어든다고 하는 것이다.
또, 상기 부분(FML)은 3층이상의 도체층으로 구성함으로써, 변형이 적고 딱딱한 부분이 되기 때문에, 이 부분에 위치결정용 구멍(FHL)을 배치할 수 있다. 따라서, 다층 플렉시블 회로기판을 절곡할 때도 이 부분에서 변형을 발생시키는 일 없이, 신뢰성 및 정도(精度)가 좋은 절곡이 가능하다.
또한, 후술하나, 빈틈없이 또는 예를 들어 직경이 200㎛정도의 세세한 구멍(ESH)을 다수 설치한 메쉬(mesh)상태의 도체 패턴(ERH)(도 35A 참조)을 표면층(L1)에 배치할 수 있어, 남는 2층이상의 도체층으로 부품 실장용이나 주변배선용 도체패턴의 배선을 행할 수 있다.
또한, 돌출부분(FSL)은 단층의 도체층일 필요는 없어, 돌출부분(FSL)을 2층의 도체층으로 구성할 수도 있다. 이 구성은, 구동 IC로의 입력단자배선(Td)의 피치가 좁아졌을 경우, 단자배선(Td) 및 접속단자부분(TM)의 패턴을 복수열의 배선군으로 패턴형성하고, 이방성 도전막 등으로 각각을 전기적으로 접속시키고, 제 1도체층에 있는 접속단자부분(TM)의 인출시 한쪽 열의 배선군을 관통구멍(VIA)를 매개로 하여 다층의 제 2 도체층에 접속시키는 경우나, 주변배선의 일부를 돌출부분(FSL)내의 제 2 도체층에 배치하는 경우에, 제 2 도체층의 구성은 효과적이다.
이와 같이, 돌출부분(FSL)을 2층 이하의 도체층으로 구성함으로써, 히트 시일에서의 열 압착 시 열전도가 좋고, 압력을 균일하게 가할 수 있어, 접속단자부분(TM)과 단자배선(Td)의 전기접속의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또, 다층 플렉시블 회로기판의 절곡 시에도, 접속단자부분(TM)에 절곡 응력을 가하는 일 없이, 정도(精度) 좋은 절곡을 할 수 있다. 게다가, 돌출부분(FSL)이 반투명이기 때문에, 도체층의 패턴이 다층 플렉시블 회로기판의 상면측으로부터도 관찰할 수 있기 때문에, 접속상태 등의 패턴검사를 상면측으로부터도 할 수 있는 이점도 있다.
또, 도 27A, 27B의 도면부호 (JT2)는 드레인측 플렉시블 회로기판(FPC2)와 인터페이스 회로기판(PCB)와를 전기적으로 접속하기 위한 홈부이고, 도면부호 (CT4)는 볼록부(JT)의 선단에 설치한 플렉시블 회로기판(FPC2)와 인터페이스 회로기판(PCB)를 전기적으로 접속하기 위한 플랫트 타입의 컨넥터이다.
도 28A, 28B는 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 요부설명도로, 도 28A는 도 27A의 J부의 확대상세도이고, 도 28B는 다층 플렉시블 기판(FPC2)의 실장 및 꺾어 접은 상태를 나타내는 측면도이다.
도 28A에 있어서, 도면부호 (PX)는 단부가 피복하는 폴리이미드 필름(BF1)의물결형상을 이루는 단부에서 이 물결형상의 파장, 도면부호 (PY)는 그 파고(물결의 진폭×2), 도면부호 (P1)은 물결의 산끼리를 잇는 직선(물결의 산선이라 칭한다), 도면부호 (P2)는 물결의 골짜기끼리를 잇는 직선(파도의 골짜기선이라 칭한다)
도면부호 (LY2)는 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 기판(SUB1)과 접속부의 길이(접속길이라고 칭한다), 도면부호(LY1)은 다층 플렉시블 회로기판(FPC2)의 기판(SUB1)과의 접속부와 물결의 산선(P1)과의 사이의 길이이다.
상기 드레인측 플렉시블 회로기판(FPC2)는 도 28에서 도시하듯이, 일단이 액정표시소자(PNL)의 기판(SUB1) 단부의 드레인선의 단자(도 31, 도 32의 Td)에 이방성 도전막(ACF)를 매개로 하여 접속되고, 그 끝변의 외측에서 파고(PY)의 중간부에서 꺾어 접히고, 타단의 다층배선부분(FML)이 기판(SUB1)의 하면에 배치되고, 양면 접착테이프(BAT)에 의해 기판(SUB1)의 하면에 부착되어 있다.
또, 도 28A의 출력단자(TM)에 붙인 번호(1 ~ 45)는 도 31와 도 32의 단자(T)에 붙인 번호(1 ~ 45)에 대응하고 있고, 이방성 도전막(ACF1)을 매개로 하여 전기접속된다.
상기한 바와 같이, 본 구성에서는 일단이 액정표시소자의 기판(SUB1)의 단부에 접속되고, 타단이 상기 기판(SUB1)의 하면(또는 상면)에 꺾어 접히는 신호입력용의 플렉시블 회로기판(FPC2)에 있어서, 돌출부분(FSL)의 폴리이미드 필름(BF1)의 단부를 절곡선 방향을 따라 물결형상(또는, 톱니형상 등의 산부와 골짜기부를 갖는 형상)으로 형성함으로써, 절곡부의 폴리이미드 필름(BF1)의 단부에 있어서의 응력집중을 분산시키고, 절곡부에서 양호한 절곡커브를 만들수 있어, 단선의 발생을 억제하고, 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 구성예에서는 게이트측의 다층 플렉시블 회로기판(FPC1)의 도체층은 3층이고, 도면부호 (L1)은 Vdg(10V), Vsg(5V), Vss(그라운드)용이고, 도면부호 (L2)는 인출배선, 클럭(CL3), FLM, Vdg(10V)용이고, 도면부호 (L3)은 VEG(-10 ~ -7 ), VEE(-14V), VSG(5V), 코먼전극전압(Vcom)용이다.
다음은, 다층 플렉시블 회로기판상의 얼라인먼트 마크(ALMG)(도 29A)와 (ALMD)(도 28A)에 대해 설명한다.
도 27A, 27B ~ 도 29A, 29B에서 도시한 다층 플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2)에 있어서, 출력단자(TM)의 길이는 접속신뢰성 확보를 위해, 통상 2㎜정도로 설계한다. 그러나, 플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2)의 장변이 길기 때문에, 약간의 장축의 회전위치 어긋남에 의해 입력단자배선(Td)와 출력단자(TM)과의 위치 어긋남이 발생하여, 접속불량이 될 가능성이 있다.
액정표시소자(PNL)과 플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2)과의 위치 맞춤은 각 회로기판의 양단에 난 개공(FHL)을 고정핀에 끼워 넣은 후, 입력단자배선(Td)와 출력단자(TM)을 여러곳에서 맞추어 행한다.
그러나, 더욱 정도를 향상시키기 위해, 얼라이먼트 마크(ALMG, ALMD)를 각 돌출부분(FSL)에 2개씩 설치하였다.
본 구성예에서는, 접속신뢰성을 향상시키기 위해, 소정 개수의 입력단자(TM)과 인접한 위치에 더미(dummy)선 (NC)를 설치하고, ㅁ자형상의 얼라인먼트 마크(ALMG)는 이 더미선에 패턴접속되고, 대향하는 기판(SUB1)상의 사각의 솔리드(solid) 패턴(드레인측이지만, 도 31, 도 32의 ALC를 참조)이 ㅁ자내에 딱맞게 수납되는 상태로 위치결정한다.
코먼전극전압은 기판(SUB1) 상의 배선(Td)의 패턴을 통해 도전성 비즈(beads)나 페스트(paste)로부터 기판(SUB2)측의 공통투명 화소전극(COM)에 공급된다.
얼라인먼트 마크(ALMG)는 상기 공통투명 화소전극(COM)에 전기적으로 연결되는 단자에 패턴접속하여 설치되고, 기판(SUB1)상의 사각의 솔리드 패턴(ALD)(도 32 참조)과 맞춰진다.
또한, 본 구성예에서는, 도 27A의 드레인 드라이버의 플렉시블 회로기판(FPC2)의 하단부에서 게이트 드라이버의 플렉시블 회로기판(FPC1)과의 접속을 행하기 위한 조인트용 패턴(도시생략)을 설치하고 있다.
다음은, 2층이하의 도체층부분(FSL)의 형상에 대해 설명한다.
단층 또는 2층의 도체배선으로 이루어지는 돌출부분(FSL)의 돌출형상은 각 구동 IC마다 분리된 볼록(凸)형상으로 하였다. 따라서, 히트 툴에서의 열압착시에 다층 플렉시블 회로기판이 장축방향으로 열팽창하여 단자(TM)의 피치(PG및 PD)가 변화하고, 접속단자(Td)와의 벗겨짐이나 접속불량이 발생하는 현상을 방지할 수 있다. 즉, 각 구동 IC마다 분리된 볼록형상으로 함으로써 단자(TM)의 피치(PG및 PD)의 어긋남이 최대라도 구동 IC의 배치주기의 길이에 대응하는 열 팽창량으로 할 수 있다.
본 구성예에서는 다층 플렉시블 회로기판의 장축방향에서 10분할된 볼록형상으로 하여, 열팽창량을 약 1/10로 감소시킬 수 있고, 단자(TM)으로의 응력완화에도 기여하며, 열에 대한 액정표시모듈(MDL)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이상과 같이, 얼라인먼트 마크(ALMG 및 ALMD)를 설치하고, 돌출부분(FSL)의 돌출형상을 각 구동 IC마다 분리된 볼록형상으로 함으로써, 접속배선수나 표시데이터의 데이터 수가 증가해도 정도(精度)가 좋고, 접속신뢰성을 확보하면서 주변구동회로를 축소할 수 있다.
다음은, 3층 이상의 도체층부분(FML)에 대해 설명한다.
플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2)의 도체층부분(FML)에는 칩 콘덴서(CHG, CHD)가 실장된다. 즉, 게이트측의 다층 플렉시블 회로기판(FPC1)에서는 그라운드전위 Vss(0V)와 전원 Vdg(10V) 사이, 또는 전원 Vsg(5V)과 전원 Vdg사이에 칩 콘덴서(CHG)를 납땜한다. 또한, 드레인측의 플렉시블 회로기판(FCP2)에서는 그라운드전위 Vss와 전원 Vdd(5V 또는 3.3V) 사이, 또는 그라운드전위 Vss와 전원 Vdd사이에 칩 콘덴서(CHD)를 납땜한다. 이들 콘덴서(CHG, CHD)는 전원라인에 겹쳐지는 노이즈를 저감하기 위한 것이다.
본 구성예에서는, 상기 칩 콘덴서(CHD)를 편측의 표면 도체층(L1)에만 납땜하고, 플렉시블 회로기판을 절곡한 후에는 칩 콘덴서(CHD)가 기판(SUB1)의 하측에위치하도록 설계하였다.
따라서, 액정표시모듈(MDL)의 두께를 일정하게 유지하면서 전원 노이즈의 평활화용 콘덴서를 플렉시블 회로기판(FPC1, FPC2)에 탑재가능하게 되었다.
다음은, 액정표시장치를 탑재한 정보처리장치로부터 발생하는 고주파 노이즈의 저감방법에 대해 설명한다.
실드 케이스(SHD)측은 액정표시모듈(MDL)의 표면측이고 정보처리장치의 정면측이기 때문에, 이 면으로부터의 EMI(electromagnetic interference) 노이즈의 발생은 외부기기의 사용환경에 큰 문제를 발생시킨다. 따라서, 본 구성예에서는 도체부분(FML)의 표면층(L1)을 가능한 한 직류전원용의 솔리드(solid) 또는 매쉬(mesh) 패턴(ERH)으로 피복하고 있다.
도 35A, 35B는 다층배선부분의 도체패턴의 설명도로, 도 35A는 도 27B의 일부분에 있는 다층배선부분 FML부분의 표면도체층 패턴구성을 나타내는 평면도이고, 도 35B는 도 37D의 인터페이스 회로기판(PCB)의 일부 확대도를 나타낸다.
매쉬(MESH)는 표면도체층(L1)에 난 300㎛정도의 다수의 구멍으로 이루어지고, 이 매쉬 패턴(ERH)는 관통구멍(VIA) 및 콘덴서(CHD)부품의 부분을 제외하고, 거의 전면에 피복된다.
특히, 박막 트랜지스터를 이용한 능동 매트릭스방식의 액정표시모듈(MDL)에서는 고속의 클럭을 이용하기 때문에, EMI대책이 어렵다. 이것을 방지하기 위해, 드레인 드라이버 회로기판인 플렉시블 회로기판(FPC2)에 적어도 1개소에서 그라운드배선(교류설치 전위)을 인피던스가 충분히 낮은 공통 프레임(즉, 실드케이스(SHD))에 접속한다.
상기 접속에, 도 1에서 설명한 구조를 채용함으로써, 고주파 영역에 있어서의 그라운드 배선이 강화되기 때문에, 전체로 5개소 정도에서 접속하면 복사(radiation) 전계 강도의 저감에 큰 폭의 개선을 볼 수 있었다.
인터페이스 회로기판 (PCB)
도 37A ~ 37D는 제어부 및 전원부를 갖는 인터페이스 회로기판의 설명도로, 도 37A는 후면(하면)도이고, 도 37B, 37C는 탑재한 하이브리드(hybrid) 집적회로(HI)의 부분 전횡측도이고, 도 37D는 정면(상면)도를 나타낸다.
본 구성예에서는, 인터페이스 회로기판(PCB)(이하, 단순히 회로기판(PCB)라고도 한다)는 글래스 에폭시 재(glass-reinforced epoxy resin)로 이루어지는 다층 프린트 회로기판을 채용하였다. 또, 다층 플렉시블 회로기판도 사용가능하지만, 이 부분은 절곡구조를 채용하지 않았기 때문에, 가격이 상대적으로 싼 다층 프린트 회로기판으로 하였다.
전자부품은 전부 정보처리장치측에서 보아 후면측인 회로기판(PCB)의 하면측에 탑재되어 있다. 그리고, 표시 제어장치용으로서 1개의 집적회로소자(TCON)을 상기 회로기판 상에 배치하고 있다. 이 집적회로소자(TCON)은 팩키지에 수납되어 있지 않고, 회로기판(PCB)상에 직접 볼 그리드 어레이(Ball Grid Array)실장하여 이루어진다.
인터페이스 컨넥터(CT1)은 회로기판(PCB)의 거의 중앙에 위치하고, 게다가 복수의 저항, 콘덴서, 고주파 노이즈 제어용의 회로부품(EMI) 등이 탑재되어 있다.
하이브리드 집적회로(HI)는 회로의 일부를 하이브리드 집적화하고, 작은 회로기판의 상면 및 하면에 주로 공급전원 형성용의 복수개의 집적회로나 전자부품을 실장하여 구성되고, 인터페이스 회로기판(PCB)상에 1개 실장되어 있다.
또, 게이트 드라이버 회로기판인 플렉시블 회로기판(FPC1)과 인터페이스 회로기판(PCB)와의 전기적 접속수단(JN1)을 매개로 하는 전기접속은, 본 구성에서는 컨넥터(CT3)을 이용하고 있다.
도 38은 도 11A의 38-38선에서 절단한 단면도이고, 도 39는 같은 도면의 39-39선에서 절단한 단면도, 도 40은 같은 도면 40-40선에서 절단한 단면도, 도 41은 같은 도면의 41-41선에서 절단한 단면도를 나타낸다.
도 38에서 도시하듯이, 액정표시소자(PNL)을 구성하는 기판(SUB1, SUB2)와 수직인 방향에서 본 경우, 인터페이스 회로기판(PCB)는 액정표시소자(PNL)과 서로 겹쳐져서, 기판(SUB1) 하면의 하측에 배치되어 있다.
또, 게이트 드라이버용의 플렉시블 회로기판(FPC1)은 그 일단이 액정표시소자(PNL)의 기판(SUB1)과 직접 전기적 , 기계적으로 접속되고, 드레인측과는 달리 절곡하지 않고, 거의 그 전폭이 인터페이스 회로기판(PCB) 상에 서로 겹쳐져 있다.
상기와 같이, 인터페이스 회로기판(PCB)를 액정표시소자(PNL)의 기판(SUB1)과 일부 서로 겹치고, 게다가 게이트 드라이버용의 회로기판(FPC1)을 인터페이스 회로기판(PCB) 상에 서로 겹쳐서 배치함으로써, 프레임 보더 영역부분의 폭, 면적을 축소할 수 있고, 액정표시소자 및 이 액정표시소자를 표시부로서 장착한 퍼스널 컴퓨터나 워드프로세서 등의 정보처리장치의 외형 치수를 축소할 수 있다.
액정표시소자(PNL)과 실드 케이스(SHD)는, 액정표시소자(PNL)의 하측 기판(SUB1)과의 사이에 수지 등의 스페이서(SPC)를 설치하고, 그 상하에 양면접착테이프(BAT)를 개재시켜서 고정하고 있다.
상기 실드 케이스(SHD)에는 그 장변에 복수의 개구(HOLS)가 나 있고, 상기 스페이서(SPC)에 형성된 돌출(SPC2-P)를 서로 끼워서 스페이서(SPC)의 어긋남을 방지하고 있다.
구동회로기판을 장착한 액정표시소자 (ABS)
도 39에서 도시하듯이, 기판(SUB1)의 패턴형성면과는 반대측에 드레인 드라이버용의 플렉시블 회로기판(FPC2)를 절곡하여 접착하고 있다. 그리고, 유효표시영역(AR)의 약간(약 1㎜) 외측까지 편광판(POL1, POL2)가 이어지고, 거기에서 약 1 ~ 2㎜ 떨어져서 플렉시블 회로기판(FPC2)의 단부가 위치한다.
이로써, 기판(SUB1)의 끝에서 플렉시블 회로기판(FPC2)의 절곡부의 돌출 선단까지의 거리는 겨우 약 1㎜로 작게, 컴팩트한 실장이 가능하게 된다.
따라서, 본 구성예에서 유효표시영역(AR)에서 플렉시블 회로기판(FPC2)의 절곡부의 돌출 선단까지의 거리는 약 7.5㎜로 되었다.
도 34는 다층 플렉시블 회로기판의 절곡 실장방법을 설명하는 사시도이다.
드레인 드라이버용의 플렉시블 회로기판(FPC2)와 게이트 드라이버용의 플렉시블 회로기판(FPC1)의 접속은, 조이너로서 회로기판(FPC2)와 일체인 플렉시블 회로기판으로 이루어지는 볼록부(JT2)의 선단부에 설치한 플래트 컨넥터(CT4)를 사용한다.
상기 플래트 컨넥터(CT4)는 볼록부(JT2)의 표면측에 설치되어 있고, 먼저 선(BTL)의 주위에 BENT1방향으로 접은 후, BENT2방향으로 절곡하여 인터페이스 회로기판(PCB)의 컨넥터(CT2)에 결합한다(도 39 참조). 또한, 회로기판(FPC2)와 기판(SUB1)의 고정은 상기 회로기판(FPC2)와 기판(SUB1)의 사이에 양면접착테이프를 삽입하여 행한다.
고무쿠션(GC)
고무쿠션(GC)는 도 10, 도 38 ~ 도 41에서 도시하듯이, 광가이드체(GLB)의 하면에 설치된 반사 시트와 몰드 케이스(MCA) 사이에 삽입되어 있고, 이 탄성을 이용하여 광가이드체(GLB)와 액정표시소자(PNL)을 실드 케이스(SHD)와 몰드 케이스(MCA)의 사이에 고정한다. 또, 이 고무쿠션(GC)는 광가이드체(GLB)의 주위에 설치하지만, 또는 실드 케이스(SHD)에 형성된 굴곡 고정편(NL)과 몰드 케이스(MCA)의 계합부분에만 삽입해도 좋다.
상기 고무쿠션(GC)의 적어도 한쪽면에는 접착제 또는 양면접착테이프가 붙어 있고, 광가이드체(GLB)와 몰드 케이스(MCA)의 한쪽에 첨부된 상태에서 다른 쪽을 고정시킨다.
백 라이트 (BL)
도 38에서 도시하듯이, 백 라이트(BL)은 광가이드체(GLB)와, 그 상면에 설치된 확산 시트(SPS), 프리즘 시트(PRS)로 이루어지는 광학 시트부재와, 상기 광가이드체(GLB)의 하면에 설치된 반사 시트(RFS)와, 상기 광가이드체(GLB)의 일단면을 따라 설치된 선광선(냉음극 형광관)(LP), 및 광원 반사판(LS)로 구성된다.
상기한 이들 각 부재는 몰드 케이스(MCA)의 홈부에 수납된다.
상기 광원 반사판(LS)는 선광원(LP)의 장축을 따라 그 상방에 설치되고, 광가이드체(GLB)의 가장자리(프리즘 시트(PRS)의 위)와 몰드 케이스(MCA)의 가장자리에 양면접착 테이프(BAT)로 고정되어 있다.
또한, 본 구성예에서는 광가이드체(GLB)의 하면에 설치되는 반사시트(RFS)를 선광원(LP)의 아래위치까지 연장시키고, 이 연장부분(RFS-E)를 하측의 광원 반사판으로 하고 있다. 그러나, 이 하측의 광원 반사판은 반드시 필요하지는 않고, 몰드 케이스(MCA)의 내면이 광 반사성(경면, 또는 백색)이면 된다. 또, 선광원(LP)의 광가이드체(GLB)와는 반대측의 내벽측에는 선광원(LP)로부터의 빛이 반사되어도 그 대부분이 선광원에서 차단되어 이용되지 않기 때문에, 반사판을 설치할 필요는 없지만, 선광원(LP)와 반사판(LS) 또는 몰드 케이스(MCA)의 하면의 틈이 커진 경우는, 몰드 케이스(MCA)의 내벽(바닥면을 포함한다)을 광 반사성(경면, 또는 백색)으로 하면, 이용효율을 향상시킬 수 있다.
도 20A, 20B는 각각 백 라이트(BL)의 정면도(액정표시소자(PNL)측) 및 측면도이고, 도 21A, 21B는 각각 도 15A ~ 15D의 백 라이트에서 프리즘 시트(PRS)나 확산 시트(SPS)를 떼어낸 정면도 및 측면도이고, 도 22A, 22B는 각각 다른 구성예를 타나내는, 도 21A, 21B와 같은 정면도 및 측면도이다.
선광원(LP)인 냉음극 형광관의 램프 케이블(LPC : LPC1, LPC2)는 액정표시소자(PNL)의 측면에 배선되어 램프 컨넥터(LCT)를 매개로 하여 도시하지 않은 인버터전원회로기판으로부터 급전된다. 또한, 도면부호 (GB)는 램프 케이블(LPC)를 보지하는 고무 부쉬(bush)이다.
확산 시트 (SPS)
확산 시트(SPS)는 광가이드체(GLB)의 위에 재치되고, 광가이드체(GLB)의 상면으로부터 출사하는 빛을 확산시켜 액정표시소자(PNL)을 균일하게 조명한다.
프리즘 시트 (PRS)
프리즘 시트(PRS)는 본 구성예에서는 2매로 이루어지고, 확산 시트(SPS)의 위에 탑재되고, 하면이 평활면이고 상면이 프리즘면으로 되어 있는 각 프리즘 시트를 이들의 프리즘 홈이 직교하도록 2매 겹쳐서 배치된다. 상기 프리즘 시트(PRS)는 확산 시트(SPS)로부터의 빛을 액정표시소자(PNL)방향으로 집광하여 백 라이트(BL)의 휘도를 향상시킨다. 그 결과, 백 라이트의 소비전력을 저감시키고, 액정표시모듈을 소형, 경량화할 수 있다.
상기 확산 시트(SPS)와 프리즘 시트(PRS) 각각의 각 일변 단부에는 시트 설치시에 위치를 일치시키는 고정용의 작은 구멍(SLV)가 2개씩 설치되어 있고, 몰드 케이스(MCA)의 대응하는 일변 단부에 핀형상의 볼록부(MPN)이 형성되어, 슬리브(sleeve)(SLV)를 매개로 하여 양자를 압착하여 위치맞춤을 한다. 상기 슬리브(SLV)는 예를 들어 실리콘 고무 등의 탄성재로 이루어지고, 그 내경이 볼록부(MPN)의 외경보다 작게 되어 있어, 탈락을 방지하고 있다.
또, 도 24에서 도시하듯이, 선광원(LP)와는 반대측 변에서, 몰드 케이스(MCA)의 일변 단부에 일체적으로 설치된 핀형상의 볼록부(MPN)에 상기 확산 시트(SPS)와 프리즘 시트(PRS)에 설치한 작은 구멍을 압착하여 위치 맞춤을 함으로써, 더욱 정확한 위치 맞춤을 행할 수 있다.
상기 볼록부(MPN)은 게이트측의 플렉시블 회로기판(FPC1)의 하측에서, 이 회로기판(PCB)와는 평면적으로 겹쳐지지 않는 위치에 있기 때문에, 액정표시모듈의 두께를 늘리는 일은 없다.
몰드 케이스 (MCA)
도 23A ~ 23E는 몰드 케이스(MCA)의 설명도이고, 도 24는 도 23A의 A부, B부, C부, D부의 확대도이다.
몰드성형으로 형성된 하측 케이스인 몰드 케이스(MCA)는 냉음극 형광관(LP), 램프 케이블(LPC), 광가이드체(GLB) 등을 보지하는 백 라이트 수납 케이스로, 합성수지로 1개의 모양으로 일체성형으로 만들어진다.
상기 몰드 케이스(MCA)는 각 고정부재와 탄성체의 작용에 의해 금속제의 실드 케이스(SHD)와 긴밀하게 합체되고, 액정표시모듈(MDL)의 내진동성, 내열충격성을 향상시킬 수 있어, 신뢰성을 높이고 있다.
상기 몰드 케이스(MCA)의 저면에는 주위의 틀형상 부분을 제외한 중앙부분에, 이 저면의 반이상의 면적을 점하는 큰 개구(MO)가 형성되어 있다. 이로 인해, 몰드 케이스(MCA)의 조립 후, 백 라이트(BL)과 몰드 케이스(MCA) 사이의 고무쿠션(GC)의 작용으로 몰드 케이스(MCA)의 저면에 상면에서 하면을 향해 수직방향으로 가해지는 힘에 의해 몰드 케이스(MCA)의 저면이 팽창되는 것을 방지할 수 있고, 최대로 두께의 증가가 억제되어, 액정표시모듈(MDL)의 박형화, 경량화가 가능하게 된다.
도 24에서 도면부호(MCL)은 인터페이스 회로기판(PCB)의 발열부품(도 18, 도 37A ~ 37D에서 도시한 전원회로 DC-DC 컨버터 DD 등)의 실장부에 대응하는 개소의 몰드 케이스(MCA)에 설치한 절단구멍(컨넥터(CT1) 접속용의 절단구멍을 포함한다)이다.
이와 같이, 회로기판(PCB) 상의 발열부를 몰드 케이스로 덮지 않고 절단구멍을 설치해 둠으로써, 인터페이스 회로기판(PCB)의 발열부의 방열성을 향상시킬 수 있다. 이 외에도, 표시제어용의 집적회로(TCON)도 발열부품으로 생각되며, 그 위의 몰드 케이스(MCA)를 절단해도 좋다.
도 23A ~ 23E, 도 24에서 도면부호(MH)는 액정표시모듈(MDL)을 퍼스널 컴퓨터 등의 응용장치에 장착하기 위한 4개의 장착구멍이다. 실드 케이스(SHD)에도 몰드 케이스(MCA)의 장착구멍(MH)에 일치하는 장착구멍(HLD)가 형성되어 있어, 나사 등을 통하여 응용장치에 고정하여 실장된다.
도 23A ~ 23E와 도 24에서 도면부호 (MB)는 광가이드체(GLB)의 보지부이고, 도면부호 (PJ)는 위치결정부이다.
그리고, 도면부호(MC1 ~ 4)는 램프 케이블(LPC1, 2)의 수납부이다.
광가이드체 (GLB)의 몰드 케이스 (MCA)로의 수납
도 25A ~ 25C는 광가이드체(GLB)의 몰드 케이스(MCA)로의 수납부의 설명도로, 도 25A는 요부 평면도, 25B는 도 25A의 코너부의 종래 구조, 도 25C는 코너부의 본 구성예의 구조를 나타낸다.
도 25A에서 도시하듯이, 광가이드체(GLB)의 4개의 코너부에는 모서리가 깎인직선형상의 경사부가 설치되고, 이 경사부에 대응하여 몰드 케이스(MCA)에도 직선형상 경사부의 위치결정부(PJ)가 형성되어 있다.
종래는 도 25B에서 도시하듯이, 코너부는 직각이기 때문에, 광가이드체(GLB)의 변 방향(y방향)의 힘(F)에 대해 약하고, 무거운 부품인 광가이드체(GLB)가 진동이나 충격에 의해 위치결정부(PJ)가 파손되는 일이 있었다.
본 구성예에서는, 도 25C에서 도시하듯이, 광가이드체(GLB)와 위치결정부(PJ)를 비스듬한 형상으로 함으로써, 위치결정부(PJ)에 가해지는 힘이 2방향(fx, fy)으로 분산되어, 위치결정부(PJ)의 파손을 방지할 수 있고, 신뢰성을 향상시킨다.
냉음극 형광관 (LP)와 광원 반사판 (LS)의 배치
도 25A에서 도시하듯이, 광원 반사판(LS)는 선광원(냉음극 형광관)(LP)의 상부에, 광가이드체(GLB)와 몰드 케이스(MCA)를 다리로 연결하여 양면접착테이프를 이용하여 고정된다. 이 부분의 단면구조는 도 38에서 도시하고 있다.
도 38에서 도시하듯이, 선광원인 냉음극 형광관(LP)는 광가이드체(GLB)의 일단면에 근접하여 설치되고, 그 상방에 광원 반사판(LS)는 양면접착테이프(BAT)로 고정되어 있다.
도 20A, 20B, 도 21A, 21B에서는, 백 라이트(BL)을 구성하는 냉음극 형광관(LP)는 액정표시모듈(MDL)의 장변측, 표시영역의 하방에 배치되어 있다. 즉, 도 48와 도 49에서 도시하듯이, 퍼스널 컴퓨터 또는 워드프로세서 등의 정보처리장치에 실장한 경우, 냉음극 형광관(LP)가 표시부의 장변 하방에 있게 된다.
도 15A ~ 15D에서 도시한 예에서는, 인버터 전원(IV)를 표시부 내의 인버터 수납부(MI)에 배치한 경우, 램프 케이블(LPC1)은 액정표시모듈(MDL)의 좌측 및 상측의 2면을 따라 배선되고, 램프 케이블(LPC2)는 우측의 1면을 따라 배선된다.
한편, 도 22A, 22B에서 도시한 예에서는, 인버터 전원(IV)를 키보드 내에 배치한 경우를 나타내고, 램프 케이블(LPC1)은 액정표시모듈(MDL)의 좌측, 상측 및 우측의 3변을 따라 배선되고, 양 램프 케이블(LPC1, LPC2)는 우측 아래로부터 나와 있다.
상기와 같이, 냉음극 형광관(LP)를 액정표시모듈(MDL)의 표시부 하방에 배치함으로써 도 44에서 도시하듯이 키보드부에 인버터 전원(IV)를 배치하는 경우라도, 상기 냉음극 형광관(LP)의 고압측 램프 케이블(LPC2)의 길이를 짧게 할 수 있고, 노이즈의 발생이나 파형의 변화를 일으키는 인피던스를 저감할 수 있고, 냉음극 형광관(LP)의 시동성을 향상시킬 수 있다. 또, 인버터 전원(IV)를 키보드측에 배치하는 경우는, 표시부의 폭을 더욱 축소시킬 수 있다. 게다가, 냉음극 형광관(LP)를 표시부의 하방에 배치함으로써, 상기 표시부의 개폐에 의한 충격이 완화되어 신뢰성이 향상된다. 그리고, 액정표시소자(PNL)의 표시면의 중심이 상방으로 시프트하기 때문에, 사용자가 키보드를 치는 손이 표시화면의 하방을 보기 어렵게 하는 것을 방지할 수 있는 효과도 있다.
상기의 구성에서는, 냉음극 형광관(LP)를 액정표시소자(PNL)의 장변 하측에 설치하였으나, 장변 상측 또는 단변측에 설치하는 것도 가능한 것은 물론이다.
도 42는 액정표시소자(PNL)과 그 외주부에 배치되는 구동회로 등의 회로구성을 설명하는 블럭도이고, 도 43은 액정표시소자의 등가회로를 설명하는 블럭도이다.
본 구성에서는, 박막 트랜지스터(TFT)형 액정표시소자(PNL)(TFT-LCD)의 하측에만 드레인 드라이버부(103)이 배치되고, 800×600화소로 구성되는 XGA사양의 액정표시소자의 측면부에는 게이트 드라이버부(104), 제어부(101), 전원부(102)가 배치된다.
상기 드레인 드라이버(103)은, 상기한 다층 플렉시블 회로기판을 절곡하여 실장한다. 제어부(101), 전원부(102)를 실장한 인터페이스 회로기판(PCB)는 액정표시소자(PNL)의 단변 외주부에 배치된 게이트 드라이버부(104)의 후면에 배치된다. 이것은 정보처리장치의 횡폭의 제약이 있어, 가능한 한 표시부를 구성하는 액정표시모듈(MDL)의 폭도 축소시킬 필요가 있기 때문이다.
도 43에서 도시하듯이, 박막 트랜지스터(TFT)는 인접하는 2개의 드레인 신호선(DL)과, 인접하는 2개의 게이트 신호선(GL)과의 교차영역에 배치된다. 박막 트랜지스터(TFT)의 드레인전극과 게이트전극은 각각 드레인 신호선(D)와 게이트 신호선(G)에 접속된다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극은 화소전극에 접속되고, 화소전극과 코먼전극과의 사이에 액정층이 설치되어 있기 때문에, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스 전극과의 사이에는 액정용량(CLC)가 등가적으로 접속된다.
박막 트랜지스터(TFT)는 게이트 전극에 정의 바이어스 전압을 인가하면 도통(conducting)되고, 부의 바이어스 전압을 인가하면 불도통된다. 또, 박막 트랜지스터(TFT)의 소오스전극과 전 라인의 게이트 신호선과의 사이에는 보지용량(Cadd)이 접속된다.
또, 소오스 전극, 드레인 전극은 본래 그 사이의 바이어스극성에 의해 결정되는 것으로, 이 액정표시장치에서는 그 극성은 동작중 반전되기 때문에, 소오스 전극, 드레인 전극은 동작중 교체되는 것으로 이해해 주길 바란다. 그러나, 이하의 설명에서는 편의상 일방을 소오스 전극, 타방을 드레인 전극으로 고정하여 설명한다.
도 44는 게이트 드라이버와 드레인 드라이버에 대한 표시 데이터와 클럭신호의 흐름의 설명도이다.
도 45는 코먼전극 전압과 드레인 전압 및 게이트 전압의 레벨과 그 파형(波形)도로, 드레인 파형은 흑표시일 때의 파형을 나타낸다.
도 46은 액정표시소자의 각 드라이버(드레인 드라이버, 게이트 드라이버, 코먼전극 드라이버)의 개략구성과 신호의 흐름을 나타내는 블럭도이다.
또, 도 47A ~ 47D는 본체 컴퓨터(호스트 컴퓨터)에서 표시제어장치(201)에 입력되는 표시 데이터 및 표시제어장치(201)에서 드레인 드라이버와 게이트 드라이버에 출력되는 신호를 나타내는 타이밍도이다.
상기 표시제어소자(201), 버퍼회로(210)은 도 42에서 도시한 제어부(101)에 설치되고, 상기 드레인 드라이버(211)은 드레인 드라이버부(103)에 설치되고, 상기 게이트 드라이버(206)은 게이트 드라이버부(104)에 설치된다.
상기 드레인 드라이버(211)는 표시 데이터의 데이터 래치부와 출력전압 발생회로로 구성된다. 또, 계조기준전압 생성부(208), 멀티플렉서(209), 코먼전극전압 생성부(202), 코먼전극 드라이버(203), 레벨시프트 회로(207), 게이트 온 전압 생성부(204), 게이트 오프 전압 생성부(205), 및 DC-DC 컨버터(212)은 도 42에서 도시한 전원부(102)에 설치된다.
상기 표시제어장치(201)은 본체 컴퓨터로부터의 제어신호(클럭신호, 표시 타이밍 신호, 동기신호)를 받아 드레인 드라이버(211)로의 제어신호로서, 클럭 D1(CL1), 시프트 클럭 D2(CL2) 및 표시데이터를 생성하고, 동시에 게이트 드라이버(206)으로의 제어신호로서, 프레임 개시 지시신호(FLM), 클럭 G(CL3) 및 표시데이터를 생성한다.
또, 드레인 드라이버(211)의 전단의 캐리(carry) 출력은 그대로 다음단의 드레인 드라이버(211)의 캐리 입력이 된다.
도 47A ~ 47D에서 알 수 있듯이, 드레인 드라이버의 시프트용 클럭신호 D2(CL2)는 본체 컴퓨터에서 입력되는 클럭신호(DCLK) 및 표시 데이터의 주파수와 동일하고, XGA표시소자에서는 약 40㎒의 고주파로 되어, EMI(electromagnetic interference) 대책이 중요해진다.
액정표시모듈 (MDL)을 실장한 정보처리장치
도 48 및 도 49는 각각 액정표시모듈(MDL)을 실장한 노트북 컴퓨터 또는 워드프로세서의 사시도이다.
상기한 바와 같이, 도 48은 인버터 전원(IV)를 표시부 즉 액정표시모듈(MDL)의 인버터 수납부(MI)(도 20A ~ 도 23E 참조)에 배치한 경우를 나타내고, 도 49는키보드부에 배치한 경우를 나타낸다.
정보처리장치로부터의 신호는, 먼저, 좌측의 인터페이스 회로기판(PCB)의 거의 중앙에 위치하는 컨넥터에서 표시제어 집적회로소자(TCON)으로 가고, 여기서 데이터 변환된 표시 데이터가 드레인 드라이버용 주변회로에 흐른다.
이와 같이, COG방식과 다층 플렉시블 회로기판을 사용함으로써, 정보처리장치의 횡폭, 외형의 제약을 해소할 수 있고, 소형이고 저소비 전력인 정보처리장치를 제공할 수 있다.
구동용 IC 칩 탑재부 근방의 평면 및 단면 구성
도 31은 액정표시소자(PNL)의 하측 기판(SUB1)상에 구동용 IC를 탑재한 상태를 나타내는 요부 확대도이다.
도 32는 도 31의 32-32선을 따라 절단한 단면도이다.
도 31에 있어서, 상측 기판(SUB2)는 일점쇄선으로 나타내지만, 하측 기판(SUB1)의 상방에 틈을 매개로 하여 겹쳐져서 위치하고, 시일 패턴(SL)에 의해 유효표시영역(AR)을 둘러싸고, 그 둘러싸인 안에 액정(LC)를 봉입하고 있다.
기판(SUB1) 상의 전극(COM)은 도전(導電) 비즈나 은 페스트 등을 매개로 하여 기판(SUB2)측의 공통전극패턴에 전기적으로 접속시키는 배선이다. 배선(DTM 또는 GTM)은 구동용 IC로부터의 출력신호를 유효표시부(AR)내의 배선에 공급한다. 그리고, 입력배선(Td)는 상기 구동용 IC에 입력신호를 공급한다.
이방성 도전막(ACF)는 일렬로 배열된 복수 개의 구동용 IC부분에 공통하여 가늘고 긴 형상의 ACF2와, 상기 복수 개의 구동용 IC로의 입력배선 패턴부분에 공통하여 가늘고 긴 형상을 한 ACF1을 따로따로 부착한다.
보호막(passiviation film : PSV1, PSV2)는 도 27A, 27B에도 도시하였으나, 전식(eletrolytic corrosion) 방지를 위해 가능한 한 배선부를 피복하고, 노출부분은 이방성 도전막(ACF1)로 덮도록 한다.
게다가, 구동용 IC의 측면 주위에는 엑포시 수지 또는 실리콘 수지(SIL)가 충전되어(도 36 참조), 보호가 다중화되어 있다.
도 45에 있어서, 게이트 온 레벨 파형(직류)와 게이트 오프 레벨 파형은 -9V ~ -14V 사이에서 변화하고, 10V에서 게이트 온 된다. 드레인 파형(흑표시 시)과 코먼전극전압(Vcom)파형은 약 0V ~ 3V 사이에서 레벨변화한다. 예를 들어, 흑레벨의 드레인 파형을 1수평기간(1H)마다 변화시키기 위해, 논리처리회로에서 1비트씩 논리반전을 행하여, 드레인 드라이버에 입력하고 있다. 게이트의 오프 레벨 파형은 코먼전압(Vcom)과 거의 같은 진폭과 이송으로 동작한다.
도 44는 게이트 드라이버(104)와 드레인 드라이버(103)에 대한 표시데이터와 클럭신호의 흐름에 대한 설명도이다.
상기한 바와 같이, 표시제어장치(101)은 본체 컴퓨터로부터의 제어신호(클럭신호, 표시 타이밍 신호, 동기신호)를 받아, 드레인 드라이버(103)으로의 제어신호로서 클럭 D1(CL1), 시프트 클럭 D2(CL2) 및 표시 데이터를 생성하고, 동시에 게이트 드라이버(104)로의 제어신호로서 프레임 개시 지시신호(FLM), 클럭 G(CL3) 및 표시 데이터를 생성한다.
또, 드레인 드라이버(103)의 전단의 캐리(carry) 출력은 그대로 다음단의 드레인 드라이버(103)의 캐리 입력에 부가된다.
이상, 본 발명을 실시예에 기초하여 구체적으로 설명하였으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되지 않고, 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 여러가지로 변경이 가능함을 물론이다.
예를 들어, 상기의 실시예는 능동 매트릭스방식의 액정표시장치에 본 발명은 적용한 것으로서 설명하였으나, 단순 매트릭스 방식, 그 외 방식의 액정표시장치에도 동일하게 적용할 수 있고, 또, 구동 IC를 기판상에 직접 탑재하는 플립 칩 방식에 한정되지 않고, 종래의 TCP을 이용한 것에도 동일하게 적용가능하다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 플렉시블 회로기판과 상측 케이스와의 전기적 접속구조, 액정표시소자와 광가이드체의 내충격 보지구조, 상하 케이스의 누름고정구조를 채용함으로써, 액정표시장치의 프레임 보더 영역의 협소화를 달성할 수 있다.

Claims (9)

  1. 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에 액정층을 갖는 액정표시소자와,
    상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블 회로기판과,
    상기 액정표시소자의 이면에 배치되고 선(線)광원, 광 가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과,
    상기 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과, 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와,
    상기 조명광원을 수납하기 위한 수지제의 하측 케이스를 포함하고,
    상기 상측 케이스와 하측 케이스는 그 사이에 상기 액정표시소자, 상기 플렉시블 회로기판 및 상기 조명광원을 적층한 후, 상기 하측 케이스의 외부 표면에 상기 상측 케이스의 측벽에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상기 상측 케이스와 하측케이스를 누름 고정하여 이루어지는 액정표시장치에 있어서,
    상기 플렉시블 회로기판 상에 형성되는 그라운드 패턴과 상기 상측 케이스 사이의 전기적 접속은, 상기 하측 기판으로 절곡되는 상기 그라운드 패턴부에 장착되고 도전영역을 갖는 적어도 1개의 칩 부품과, 일단부가 서로 밀착된 상측 케이스와 하측 케이스의 대향부 사이에 끼워지고, 타단부가 상기 적어도 하나의 칩 부품의 도전(導電)영역에 대해 밀착하도록 배치되는 금속 테이프에 의해 행해지는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하측 케이스는, 적어도 하나의 칩 부품을 수납하는 홈(凹)부와, 상기 홈부의 저면과 금속 테이프 사이에 삽입되는 탄성재를 구비한 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 칩 부품은, 세라믹 기판과, 상기 세라믹 기판 상에 형성된 금속화 필름을 포함하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 칩 부품은 칩 콘덴서인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 칩 부품은 칩 레지스터인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 칩 부품의 길이, 폭, 두께는 최대한 2㎜인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 적어도 하나의 칩 부품은 금속제 시트인 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  8. 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에 액정층을 갖는 액정표시소자와,
    상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블 회로기판과,
    상기 액정표시소자의 이면에 배치되고 선(線)광원, 광 가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과,
    상기 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과, 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와,
    상기 조명광원을 수납하기 위한 수지제의 하측 케이스를 포함하고,
    상기 상측 케이스와 하측 케이스는 그 사이에 상기 액정표시소자, 상기 플렉시블 회로기판 및 상기 조명광원을 적층한 후, 상기 하측 케이스의 외부 표면에 상기 상측 케이스의 측벽에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상기 상측 케이스와 하측케이스를 누름 고정하여 이루어지는 액정표시장치에 있어서,
    상기 광가이드체와 액정표시소자를 상호 밀착시킴과 동시에, 상기 상측 케이스와 하측 케이스를 복수의 굴곡 고정편에 의해 누름 고정한 적어도 1 또는 그 이상의 부근 영역에서 하측 케이스의 주변부와 광가이드체 사이에 고무쿠션을 삽입하는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
  9. 한쌍의 상측 및 하측 기판사이에 액정층을 갖는 액정표시소자와,
    상기 액정표시소자의 주변에 배치되는 플렉시블 회로기판과,
    상기 액정표시소자의 이면에 배치되고 선(線)광원, 광 가이드체, 반사체를 포함하는 조명광원과,
    상기 액정표시소자의 유효표시영역에 대응하는 창과, 전면부의 주변에서 절곡되는 측벽을 갖는 금속제의 상측 케이스와,
    상기 조명광원을 수납하기 위한 수지제의 하측 케이스를 포함하고,
    상기 상측 케이스와 하측 케이스는 그 사이에 상기 액정표시소자, 상기 플렉시블 회로기판 및 상기 조명광원을 적층한 후, 상기 하측 케이스의 외부 표면에 상기 상측 케이스의 측벽에 형성된 복수의 굴곡 고정편에 의해 상기 상측 케이스와 하측케이스를 누름 고정하여 이루어지는 액정표시장치에 있어서,
    상기 복수의 굴곡 고정편은 상기 하측 케이스의 후면과 평행한 면으로 굴곡시켜 형성되고, 상기 하측 케이스의 하면과 평행한 접촉영역에 적어도 하나의 굽는 부분을 갖는 것을 특징으로 하는 액정표시장치.
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