JP3658127B2 - 表示装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置における、表示素子とその周辺駆動回路との接続構造に関し、具体的には、表示素子と、該表示素子の画素電極に駆動波形を供給する駆動用半導体装置と、該駆動用半導体装置に電源及び制御信号を供給する入力信号用配線基板との接続構造、特に、上記駆動用半導体装置がテープオートメーティッドボンディング法(TAB法)によるテープキャリヤパッケージ(TCP)であり、上記入力信号用配線基板がガラスエポキシPCB(Printed Circuit Board)基板である回路基板間の接続構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、エレクトロルミネッセンス(EL)表示パネル、単純マトリクス型やアクティブマトリクス型の液晶表示装置等のマトリクス状に画素電極が形成されたフラットディスプレイの駆動回路接続構造は、表示素子のガラス基板やプラスチック基板の接続電極とTCPの出力電極とをACF(異方性導電接着膜)を介して熱圧着接続し、TCPの入力電極とPCB基板の接続電極とを半田接続していた。
【0003】
図6に一般的な単純マトリクス型の液晶表示装置の平面模式図を示す。図7はその部分概略断面図である。図中、1a,1bは液晶素子のガラス基板、2a,2bは偏光板、5はシール材、6はTCPとの接続電極、23は液晶である。また、3はTCPの駆動用半導体チップ、15a,15bはそれぞれ出力側,入力側の接続用突起電極、4a,4e,4fはベースフィルムであり、7は出力電極、8は入力電極、14は駆動用半導体チップ3を固定するためのポッティング樹脂である。さらに、13はPCB基板であり、12はその接続電極である。また、18は制御回路(図示せず)からの入力信号を供給するフレキシブル配線基板、22はガラス基板1a,1bそれぞれの側のPCB基板13同士を接続するフレキシブル配線基板である。20はガラス基板1a側の電極を駆動するためのTCPである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
上記液晶素子のガラス基板1bとTCPの出力電極7との接続部は、ベースフィルム上にパターニング形成されたTCPの出力電極7がACF9により液晶素子のガラス基板1b上の接続電極6に接着固定されており、またPCB基板13とTCPの入力電極8との接続部は、TCPのベースフィルムが開口され、パターニング形成された電極8がむき出しの状態でPCBの接続電極12の半田ランドに半田付け固定されていた。
【0005】
このため、環境温度が低温(例えば−20℃)乃至高温(例えば60℃)に変動した場合、液晶素子のガラス基板1bとPCB基板13との熱膨張差により、TCPとPCB基板13が配置されるガラス基板1bの端辺方向にTCP内に剪断応力が生じ、TCPの出力電極7及び入力電極8がそれぞれ上記の如く接続固定されているために、ベースフィルムがなく電極がむき出しで機械的強度の弱い入力電極8部が破断し、不良に至ることがあった。また、TCPに搭載された駆動用半導体チップ3とTCPの接続電極(インナーリード)との接続部の損傷や、TCPの出力電極7とガラス基板1bとの接着接続部の剥離等により不良に至る場合があった。
【0006】
これらの不良現象は、特にパネルサイズが10インチを超える液晶表示装置の場合に、液晶素子のガラス基板とPCB基板との熱膨張差による寸法変化の差が大きく顕著であった。
【0007】
本発明の目的は、上記のような表示装置の駆動回路において、環境温度の変動による不良の発生を防止し、信頼性の高い表示装置を提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、マトリクス状に形成された画素電極を備えた透明基板を有する表示素子と、第一のフレキシブル配線基板に駆動用半導体チップを搭載してなる上記画素電極に駆動波形を供給する駆動用半導体装置と、該駆動用半導体装置に電源及び制御信号を供給する入力信号用配線基板と、を接続した表示装置において、
上記透明基板上で、上記第一のフレキシブル配線基板に搭載した上記駆動用半導体チップの出力電極と上記画素電極から引き出された接続電極とが接着固定され、
上記駆動用半導体チップの入力電極と上記入力信号用配線基板の接続電極とが接着固定され、
且つ、上記駆動用半導体チップの入力電極と上記入力信号用配線基板の接続電極とが接着固定されている接続部位と、上記駆動用半導体チップとの間の領域において、上記第一のフレキシブル基板と上記透明基板とが接着固定されていることを特徴とする表示装置である。
【0009】
本発明においては、フレキシブル配線基板が、入力信号用配線基板との接続部位と半導体チップとの間において、表示素子の透明基板に接着固定されることにより、表示素子の透明基板と入力信号用配線基板の熱膨張差により発生した剪断応力を、上記接着固定部と信号用配線基板との接続部位との間のフレキシブル配線基板のフレキシブル性により吸収することで、透明基板との接続部及び半導体チップとの接続電極部に該剪断応力を伝えないことにより、駆動用半導体装置の破損を防ぐことができる。
【0010】
また、本発明においては、フレキシブル配線基板に駆動用半導体チップを搭載してなる駆動用半導体装置のベースフィルムにスリットを設けて樹脂により連結することにより、表示素子の透明基板と入力信号用配線基板の熱膨張差により発生した剪断応力を該スリットで吸収緩和し、該駆動用半導体装置の入力電極部の破断、駆動用半導体チップとフレキシブル配線基板の接続電極との接続部の損傷、該フレキシブル配線基板の出力電極と透明基板上の画素電極との接続部の剥離等損傷を防止することができる。
【0011】
本発明においては、上記入力信号用配線基板を、透明基板の端辺方向に複数に分割し、各入力信号用配線基板を略U字形の第二のフレキシブル配線基板により接続することにより、或いは、各入力信号用配線基板に入力信号を分配供給する分配用配線基板を設け、各入力信号用配線基板と上記分配用配線基板とを第三のフレキシブル配線基板により接続することにより、さらに、上記応力緩和効果がより良く得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施形態である、表示素子として液晶素子、駆動用半導体装置としてTCP、入力信号用配線基板としてPCB基板を有する液晶表示装置を例に挙げて本発明を詳細に説明する。
【0013】
[実施形態1]
図1は、本発明の一実施形態の液晶表示装置の駆動回路接続構造を示す概略断面図である。図中、1a,1bは液晶素子のガラス基板、2a,2bは偏光板、5はシール材、6はTCPとの接続電極、23は液晶である。また、3はTCPの駆動用半導体チップ、15a,15bはそれぞれ出力側,入力側の接続用突起電極、4a〜4dはベースフィルムであり、7は出力電極、8は入力電極、14は駆動用半導体チップ3を固定するためのポッティング樹脂、16a,16bは連結樹脂である。さらに、13はPCB基板であり、12はその接続電極である。
【0014】
本発明において、ベースフィルム4a〜4dとしては、フレキシブル性を有するフィルムが用いられ、例えば、ユーピレックスS(商品名、宇部興産社製)、アピカルTA(商品名、鐘淵化学社製)、カプトンV(商品名、東レ社製)などのポリイミドフィルムが好適に用いられる。
【0015】
図1において、液晶素子の画素電極から引き出された接続電極6は、該画素電極に駆動波形を供給するTCPの出力電極7とACF9を介して接続されており、TCPの入力電極8はTCPに電源及び制御信号を供給するPCB基板13の接続電極12とACF11を介して接続されている。
【0016】
尚、10はTCPとガラス基板1bとを接着固定する接着剤であり、ACF9の導電性微粒子を除いた接着剤のみを用いることができる。また、シリコーン接着剤や、熱可塑性接着剤、熱硬化型接着剤、UV硬化型接着剤も用いることができる。
【0017】
本発明においては、TCPとガラス基板1bとが、TCPとPCB基板との接続部位(11)と駆動用半導体チップ3の間において接着固定されている。従って、ガラス基板1bの端辺方向にTCPに剪断応力が生じても、ベースフィルム4cのフレキシブル性により該応力が吸収されるため、電極や他の部材との接続部に影響を与えない。
【0018】
さらに、本実施形態においては、TCPのベースフィルムが、ガラス基板1bの端辺に略平行にスリット状に切断され(4bと4c間及び4cと4d間)、該スリットを連結樹脂16a、16bにより連結している。よって、上記剪断応力がさらに当該スリットで吸収緩和される。
【0019】
特に、本発明においては、当該スリットを、一般的に配線数の少ないTCPの入力電極8側に設けることにより、微細な接続と信頼性の要求される出力電極7とガラス基板1bの接続電極6との接続部や、駆動用半導体チップ3と入力電極8,出力電極7との接続部に上記応力が伝達せず、その損傷を確実に防止することができる。
【0020】
本発明において、ベースフィルムのスリットを連結している連結樹脂16a,16bとしては、TCP内に生じた応力を緩和する作用を有する軟質樹脂を用い、例えば、低温硬化型の軟性ポリイミド(例えば商品名ユピコート)が好ましく用いられる。
【0021】
[実施形態2]
図2に本発明の第二の実施形態の概略断面図を示す。尚、先に示した実施形態と同じ部材には同じ符号を付して説明を省略する。
【0022】
本実施形態においては、連結樹脂16a,16b部分を利用してTCPを折り曲げて、液晶素子の背面に設けられたバックライトモジュール24の裏面にPCB基板13を配置させたものである。当該構成により、ディスプレイモニターとしての額縁を縮小化することができ、また、通常裏面に別途配置されている制御コントローラからPCB基板13に信号を伝達する経路を短くでき、信号ノイズを低減することができる。
【0023】
[実施形態3]
図3に本発明の第三の実施形態の平面模式図を示す。本実施形態は、入力信号用配線基板であるPCB基板13を複数に分割したものである。本発明にかかるPCB基板には、18に示すフレキシブル基板を介して制御回路(図示しない)より入力信号が供給されるが、本実施形態においては、分割されたPCB基板間がU字形のフレキシブル配線基板17によって接続されており、当該構成により、必要な信号が各PCB基板に供給される。尚、20はガラス基板1a側の電極に接続されたTCPである。
【0024】
本実施形態においては、PCB基板を分割したことにより、ガラス基板1bとPCB基板13との熱膨張差によるTCPへの剪断応力を小さくすることができ、さらに、U字形のフレキシブル配線基板17により分割したPCB基板間を接続しているため、双方のPCB基板の熱膨張による延び変形が該フレキシブル配線基板17によって吸収されるため、熱膨張による変形応力を分割数分だけ小さくすることができる。
【0025】
[実施形態4]
本発明の第四の実施形態の平面模式図を図4に示す。本実施形態は、実施形態3と同様にPCB基板13が分割されており、各PCB基板には入力信号分配用配線基板25からフレキシブル配線基板21を介して入力信号が分配供給される。従って、実施形態3と同様に、PCB基板13の分割による剪断応力の緩和効果が得られ、また、各PCB基板はフレキシブル配線基板21により入力信号分配用配線基板25に接続されているため、PCB基板の熱膨張による延び変形が該フレキシブル配線基板17によって吸収され、変形応力を低減することができる。
【0026】
さらに、本実施形態においては、実施形態2と同様に、TCPに設けたスリットを連結する連結樹脂16a,16b部分で折り曲げてガラス基板1b側の電極駆動用のPCB基板13と入力信号分配用配線基板25を液晶素子の裏面側へ配置させる。従って実施形態2と同様に、縮小化と信号ノイズの低減を図ることができる。
【0027】
[実施形態5]
図5は本発明の第五の実施形態の平面模式図であり、実施形態4とほぼ同じ構成であるが、本実施形態においては、フレキシブル基板21を折り曲げることにより入力信号分配用配線基板25を液晶素子の裏面側へ配置させる構造となっている。
【0028】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、表示装置を構成する各基板の熱膨張差により発生する剪断応力を緩和吸収し、部材の破損や接続不良を防止する。よって、環境温度変動に耐え、信頼性の高き表示装置が提供される。特に、本発明においては、通常PCB基板で構成される入力信号用配線基板を分割し、フレキシブル配線基板を利用してこれらを接続することにより、さらに上記剪断応力を吸収緩和することができ、より信頼性の高い表示装置が実現する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第一の実施形態の概略断面図である。
【図2】本発明の第二の実施形態の概略断面図である。
【図3】本発明の第三の実施形態の平面模式図である。
【図4】本発明の第四の実施形態の平面模式図である。
【図5】本発明の第五の実施形態の平面模式図である。
【図6】従来の液晶表示装置の駆動回路接続構造を示す平面模式図である。
【図7】従来の液晶表示装置の駆動回路接続構造を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1a,1b ガラス基板
2a,2b 偏光板
3 駆動用半導体チップ
4a〜4d ベースフィルム
5 シール材
6 接続電極
7 出力電極
8 入力電極
9 ACF
10 接着剤
11 ACF
12 接続電極
13 PCB基板
14 ポッティング樹脂
15a,15b 接続用突起電極
16a,16b 連結樹脂
17,18 フレキシブル配線基板
20 TCP
21,22 フレキシブル配線基板
23 液晶
24 バックライトモジュール
25 入力信号分配用配線基板
Claims (12)
- マトリクス状に形成された画素電極を備えた透明基板を有する表示素子と、第一のフレキシブル配線基板に駆動用半導体チップを搭載してなる上記画素電極に駆動波形を供給する駆動用半導体装置と、該駆動用半導体装置に電源及び制御信号を供給する入力信号用配線基板と、を接続した表示装置において、
上記透明基板上で、上記第一のフレキシブル配線基板に搭載した上記駆動用半導体チップの出力電極と上記画素電極から引き出された接続電極とが接着固定され、
上記駆動用半導体チップの入力電極と上記入力信号用配線基板の接続電極とが接着固定され、
且つ、上記駆動用半導体チップの入力電極と上記入力信号用配線基板の接続電極とが接着固定されている接続部位と、上記駆動用半導体チップとの間の領域において、上記第一のフレキシブル基板と上記透明基板とが接着固定されていることを特徴とする表示装置。 - 上記第一のフレキシブル配線基板を構成するベースフィルムが、上記透明基板の端辺に略平行に少なくとも1カ所スリット状に切断され、該スリットが軟質樹脂により連結されている請求項1記載の表示装置。
- 上記スリットが、入力信号用配線基板の接続電極と第一のフレキシブル配線基板の入力電極との接続部と、駆動用半導体チップとの間に形成されている請求項2記載の表示装置。
- 上記入力信号用配線基板が、透明基板の端辺方向に複数に分割され、各入力信号用配線基板が略U字形の第二のフレキシブル配線基板により接続されている請求項1〜3いずれかに記載の表示装置。
- 上記第一のフレキシブル配線基板のスリットにおいて該配線基板を折り曲げ、液晶素子の背面に設置されたバックライトモジュールの裏面に入力信号用配線基板を配置させる請求項2〜4いずれかに記載の表示装置。
- 上記入力信号用配線基板が、透明基板の端辺方向に複数に分割され、さらに、各入力信号用配線基板に入力信号を分配供給する分配用配線基板を有し、各入力信号用配線基板と上記分配用配線基板とが第三のフレキシブル配線基板により接続されている請求項1記載の表示装置。
- 上記第一のフレキシブル配線基板を構成するベースフィルムが、上記透明基板の端辺に略平行に少なくとも1カ所スリット状に切断され、該スリットが軟質樹脂により連結されている請求項6記載の表示装置。
- 上記第一のフレキシブル配線基板のスリットにおいて該配線基板を折り曲げ、液晶素子の背面に設置されたバックライトモジュールの裏面に入力信号用配線基板と分配用配線基板とを配置させる請求項7記載の表示装置。
- 上記第三のフレキシブル配線基板を折り曲げて、液晶素子の背面に設置されたバックライトモジュールの裏面に分配用配線基板を配置させる請求項6又は7記載の表示装置。
- 上記駆動用半導体装置が、テープオートメーティッドボンディング法によるテープキャリヤパッケージである請求項1〜9いずれかに記載の表示装置。
- 上記入力信号用配線基板がPCB基板である請求項1〜10いずれかに記載の表示装置。
- 上記表示素子が一対の電極基板間に液晶を保持してなる液晶素子である請求項1〜11いずれかに記載の表示装置。
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