KR900004987B1 - 액정 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

내용 없음.

Description

액정 표시 장치
제1도는 액티브 매트릭스 액정표시 장치의 회로의 약도.
제2도는 액티브 매트릭스 액정표시 소자의 대략적인 단면도.
제3도는 본 발명의 한 실시예의 액정표시 장치의 대략적인 평면도.
제4도는 제3도의 요부를 확대해서 나타낸 대략적인 평면도.
제5a, b도는 본 발명의 한 실시예의 액정표시 장치를 설명하기 위한 대략적인 단면도로서, (a)는 열압착전 (b)는 열 압착후의 상태를 나타냄.
제6a, b도는 이방성 도전막(異方性 導電膜)을 사용한 종래의 액정표시 장치를 설명하기 위한 대략적인 단면도로서, (a)는 열 압착전, (b)는 열 압착후의 상태를 나타낸.
제7a, b도는 본 발명의 다른 실시예의 액정표시 장치를 설명하기 위한 대략적인 단면도로서 (a)는 열 압착전, (b)는 열 압차후의 상태를 나타냄.
제8도는 본 발명의 또 다른 실시예의 액정표시 장치의 대략적인 평면도.
제9도는 제8도에 나타낸 액정표시 장치의 요부를 확대해서 나타낸 대략적인 평면도.
제10도는 제8도에 나타낸 액정표시 장치의 단선 발생시의 보수상태를 설명하기 위한 회로의 약도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
Xi : 데이터선 101 : 배열기판
Xj : 게이트선 102 : TFT(얇은막 트랜지스터)
103 : 투명화소 전극 104 : 주사회로
105 : 홀드회로 106 : 공통전극
107 : 액정 108 : 스페이서
109 : 투명기판 110 : 편광판
112 : 액정표시소자 114,115,116,117 : 회로기판
120 : 열 가소성 수지 바인더(유기수지)
122 : 이방성 도전막 201-208 : 패턴 배선
본 발명은 각종 문자, 기호, 화상등의 표시에 이용되는 액정표시 장치에 관한 것이며, 특정 액정표시 소자의 리이드 전극과 구동용의 회로기판의 리이드 전극을 적은 저항으로 확실하게 접속 신뢰성이 높은 액정표시 장치에 관한 것이다.
최근 액정표시 장치는 텔레비젼 표시나 그래픽 디스플레이 등을 지향하고 있으며, 대용량, 고밀도의 액티브 매트릭스형 액정표시 장치의 개발, 실용화가 왕성하다.
이와같은 액정표시 장치는 액정표시 소자에 구동용의 회로기판을 접속하여서 구성된다.
종래의 액정표시 장치에서는 액정표시 소자의 리이드 전극과 회로기판의 리이드 전극의 사이에 도전고무 연결자를 끼워서, 필요에 따라서 스프링재와 같은 눌림 기구에 의해서 양자를 외부쪽에서부터 밀어 붙여서 양리이드 전극을 전기적으로 접속하는 방법이 체택되고 있다.
이 도전고무 연결자는 일반적으로 실리콘(silicone)고무와 같은 절연체내의 카아본 분말이나 금속분말등의 도전분말을 함유하는 도전층을 일정한 피치로 여러개 배치한 것으로서, 이 도전층의 두께는 리이드 전극의 폭 및 전극 간격보다도 작게 형성되어 있다.
이 도전층은 통상 액체로된 실리콘 고무속에 도전 분말을 산재시키고 이것에 양쪽에서 자석을 대어서 도전분말을 자극(磁極)주위에 모아서, 이 상태로 고체로 제작되어 있다.
이와같은 도전고무 연결자에서는 도전고무 연결자에 있어서의 도전층과 절연체와의 경계에서 도전율이 서서히 변화되므로 가느다란 선으로 만드는데 곤란하여 정밀도가 낮고, 이 때문에 고밀도 다수개의 리이드 전극을 접속하기가 곤란해서 신뢰성에도 뒤지는 문제가 있었다.
또한 이 방법에서는 눌림기구가 일반적으로 필요하게 됨으로 제품의 박형화, 소형화가 곤란하다는 문제가 있었다.
이와같은 문제를 해결하기 위해서 액정표시 소자의 리이드 전극과 회로기판의 리이드 전극과의 사이에 대략 같은 지름의 도전분말을 유기수지에 함유시킨 이방성 도전막율 사이에 끼워서, 열압착하여 전극간의 도전분말의 단체와 각 리이드 전극을 압력으로 접착시켜서 양 전극간을 접속하는 방법이 검토되고 있다.
그러나, 액정표시 장치에서는 액정표시 소자의 공통전극의 리이드 전극과 이것에 대응하는 회로기판의 리이드 전극이 예를 들면 2㎜ 정도로 폭넙게 구성되어 있다.
이것은 전기저항을 감소시켜서 확실하게 전기신호를 전달하기 위해서이다.
그러므로 전술한 방법에서는 폭넓은 공통전극의 리이드 전극과 이것에 대응하는 회로기판의 리이드 전극이 상하로 존재하는 부분에서 유기 수지의 도피장소가 없어져서 이방성 도전막이 두꺼운 상태대로 유기 수지가 많이 존재하며, 따라서 도전분말의 접촉이 나빠져서 접촉저항이 커져서 최악의 경우는 전기적 접속을 얻을 수 없게 된다는 문제가 있었다.
예를 들면 전술한 방법으로 전기적 접속을 한 종래의 액티브 매트릭스형의 액정표시 장치의 경우, 다른 리이드 전극의 부분에서는 0.2-0.5Ω/리이드 정도의 전기저항으로 되나 공통전극의 리이드 전극 및 공통전극의 리이드의 근처의 리이드 전극에서는 1.0-1.5Ω/리이드 정도의 전기 저항으로 된다.
또한 신뢰성 시험을 위하여 예를 들면 온도 80℃, 습도 95%의 환경하에서 10-l00시간 액정표시 장치를 두게대면 다른 리이드 전극의 부분에서는 20Ω/리이드 정도의 전기저항으로되나 공통 전극의 리이드 전극 및 공통 전극의 리이드 전극의 근처의 리이드 전극에서는 200Ω/리이드 정도의 전기저항으로 된다.
그리고 시간을 길게하는데 따라서 전자의 전기저항은 미미하게 증가되는데 그치는데 대하여 후자는 급격히 증대되어 수 ㏀로부터 수백 ㏀, 경우에 따라서는 오픈 상태로 된다.
따라서 본 발명의 목적은 액정표시 소자와 구동용 회로기판과의 이방성 도전막에 의한 전기적 접속을 균일하게 할 수 있는 액정표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 그밖의 목적은 액정표시 소자와 구동용 회로기판과의 이방성 도전막에 의한 전기적 접속을 작은 저항으로 할 수 있는 액정표시 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 그밖의 목적은 신뢰성이 높은 액정표시 장치를 제공하는데 있다.
즉, 본 발명의 액정표시 장치는 공통 전극이 형성된 기판과 여러개의 도전전극이 형성된 기판과의 사이에 액정을 끼워서 지지시키고 있고, 또한 전술한 공통 전극과 전술한 도전전극의 리이드 전극을 한쪽의 기판으로부터 빼내어서 된 액정표시 소자와 리이드 전극이 형성된 회로기판과, 전술한 액정표시 소자와 전술한 회로기판의 리이드 전극사이에 끼워져있으며 또한 여러개의 대략 같은 지름의 도전분말을 유기 수지에 함유시켜서된 이방성 도전막을 갖추고, 전술한 도전분말의 단체(單體)가 전술한 각 리이드 전극과 직접 접촉되도록 열압착하여서 양 리이드 전극을 전기적으로 접속시킨 액정표시 장치에 있어서, 전술한 공통전극의 리이드 전극과 이것에 대응하는 전술한 회로기판의 리이드 전극의 적어도 한편이 분할되어 있으며, 전술한 액정표시자와 전술한 회로기판의 적어도 한쪽의 각 리이드 전극의 피치와 선폭은 제각기의 평균 값으로부터 ±30%의 범위에 있는 겻을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 대하여 도면물 참조로 설명하기로 하겠다.
제1도는 액티브 매트릭스형 액정표시 장치의 회로구성을 나타내고 있다.
배열기판(101)에는 여러개의 데이터선(Xi), (i=1,2,3‥‥,n)과 이것에 직각으로 교차되는 여러개의 게이트선(Yj)(j=1,2,3‥‥,n)이 형성되어 있다.
또한 이들의 데이터 선(Xi), 게이트선(Yj)의 각 교차점 위치에 TFT(박막트랜지스터) (102)가 형성되어 있다. 그리고 TFT(102)의 드레인 전극은 열마다 데이터선(Xi)에 접속되고 게이트 전극은 행마다 게이트선(Yj)에 접속되어 있다.
데이터 선(Xi)과 게이트 선(Yj)에 의해서 에워싸인 매트릭스 모양의 각 영역에는 투명화소 전극(103)이 형성되어 있다.
그리고 이 투명화소 전극(103)은 각각 TFT(102)의 소스전극에 접촉되어 있다. 전술한 게이트선(Yj)은 주사선에 상당하며 주사회로(104)에 접속되어 있다.
그리고 전술한 데이터선(Xi)은 표시 신호를 한 수평라인 단위로 공급하는 호울드 회로(105)에 접속된다.
또한 투명화소 전극(103)에 대향해서 공통전극(106)이 배치되어 있고, 이 공통전극(106)과 투명화소 전극(103)과 사이에 액정(107)이 봉해 넣어져 있다.
공통전극(106)은 제2도에 나타내는 바와같이 배열기판(101)어 대향해서 배치되고 스페이서(108)에 의해서 유기된 투명기판(109)에 헝성되어 있다.
투명기판(109)에는 각 투명화소 전극(103)에 대응해서 적(R), 녹(G), 청(B)의 색 필터도 형성되어 있어서, 표면에는 편광판(110)이 배치되어 있다.
전술한 구성의 액정표시 장치에서 예를 들면 게이트선(Y1)에 전압이 공급되어 데이터선(X1)에 하이레벨의 데이터가 공급되었다고 하자, 그령게 되면 게이트선(Y1)과 데이터선(X1)의 교차점 부분의 TFT(102)가 ON으로 되어 이부분의 투명화소 전극(103)과 공통전극(106)과의 사이에 전압이 축적되어 액정(107)이 배향(配向)을 받아 이 부분을 빛이 통과할 수 있다.
이와같이 데이터선(Xi)으로부터의 신호에 따라서 빛 통과 화소가 선택되어 화면 표시가 가능하게 된다.
게이트 선(Yj)은 일정한 주파수로 주사되므로 이 주파수에서 화소 전극부에 축적전압이 바꿔쓰여지게 된다.
제3도는 액티브 매트릭스형 액정표시 장치의 외관을 나타내고 있다.
전술한 설명과 같이 배열기판(101), 투명기판(109), 이들의 기판 사이에 봉해 넣어진 액정(107)등으로된 액정표시 소자(112)의 중앙부의 영역은 액정표시부(113)로 되어 있다.
또한 제4도에 나타낸 바와같이 도전 전극 즉 투명화소 전극(103)에서 데이터 선(Xj) 및 게이트 선(Yj)에 의해서 빼내어진 리이드 전극 및 공통전극(106)의 리이드 전극(Ei)(i=1,2,3‥‥n)은 한쪽의 기판, 예를 들면 배열기판(101)의 내변에 설치되어 있다.
더구나 공통전극(106)의 리이드 전극은 투명화소 전극(103)의 리이드 전극과 대략 동일한 피치, 대략 동일한 선폭으로 분할되어 있다.
이 경우 예를 들면 리이드 전극(E1-E7)이 공통전극(106)의 리이드 전극, 리이드 젼극(E8-En)이 투명화소 전극(103)의 리이드 전극으로 된다.
그리고 이들이 리이드 전극에 대응한 리이드 전극(Ei)(j=1,2,3‥‥n)을 가지고 있으며 드라이버용 IC칩(도시하지 않음)을 탑재시킨 유연한 프린트 회로(FPC)로 된 회로기판(114)(115)(116)(117)이 액정표시 소자(112)의 각 변에 배치되어 있다.
이들의 회로기판(114) (115)(116)(117)의 리이드 전극(Fj)과 액정표시 소자(112)의 리이드 전극(Ei)과는 다음에 표시하는 바와같이 접속되어 있다.
즉 제5도(a)에 나타낸 바와같이 두께 1.0㎜ 정도의 유리기관으로 된 배열기판(101)위에 전극간 피치 150-500㎛ 예를 들면 330㎛, 선폭 50-250㎛, 예를 들면 165㎛로 두께 1㎛의 Al 리이드 전극(Ei)을 형성한다.
한편 두께 25㎛ 정도의 폴리이미드 필름등에 전극간 피치 330㎛, 선폭 165㎛이며 두께 10-50㎛ 예를 들면 18㎛의 Cu+Ni+Au으로 된 유연한 테이프 리이드 전극(Fi)을 형성한다.
더구나 리이드 전극(Ei)은 액정표시 소자(112)의 공통전극(106)의 리이드 전극 및 투명화소 전극(103)의 라이드 전극이며 이들의 리이드 전극은 모두 대략 동일한 피치, 대략 동일한 선폭으로 되어있다.
그리고 이들의 리이드 전극(Ei), (Fj) 사이에 열가소성 수지 바인더(120)에 지름 1-10㎛ 예를 들면 지름 2㎛ 정도의 Ni 또는 그 합금 또는 Au막을 피막한 Ni 입자등의 도전분말(121)을 점재시킬 두께 10-30㎛, 예를 들면 25㎛이방성 도전막(122)을 사이에 두었다.
더구나 이방성 도전막(122)으로서는 예를 들면 상품명 「아니소름」으로서 일본의 히다찌 화성공업 주식회사로부터 판매되어 있는 것등을 사용할 수 있다.
다음에 온도 150℃, 압력 30㎏/㎠의 조건으로 20초간 가열가압하여 제5도(b)에 표시한 바와같이 이방성 도전막(122)을 밀어으깨서 접속시킨다.
전술한 구성의 이 실시예의 액정표시 장치에서 전극간의 접촉 저항을 측정하였던바 240리이드에 걸쳐서 0.2-0.5Ω/리이드(본딩길이는 약 2㎜)로 접촉저항이 작고 균일한 결과가 얻어졌다.
더구나 이 경우 1리이드에 대한 도전분말(121)의 농도는 10-20개 정도로 되어있다.
제6a, b도는 이방성 도전막(122)을 사용한 종래의 액정표시 장치를 표시하고 있다.
종래의 액정표시 소자에서는 공통전극의 리이드 전극(el)과 이것에 대응하는 회로기판의 리이드 전극(fl)이 폭넓게 구성되어 있다.
그러므로 리이드 전극(el)과 리이드 전극(fl)이 상하에 존재하는 부분에서 유기수지(120)의 도피장소가 없어져셔 이방성 도전막(122)이 두꺼운채로 유기수지(122)만이 존재하며, 따라서 도전분말(121)의 접촉이 나빠져서 접촉저항이 커져서 최악의 경우는 전기적 접속을 얻을 수 없게 된다.
이것에 대해서 본 발명의 액정표시 장치의 경우 액정표시 소자(112)의 공통전극의 리이드 전극 및 이공통 전극의 리이드 전극에 대응하는 회로기판의 리이드 전극이 분할되어 있다.
그러므로 이사이에 이방성 도전막(122)을 사이에 두고 제5도(b)에 나타낸 바와같이 열압착하게 되면 이방성 도전막(122)은 리이드 전극(Ei), (Fj)에 으깨어 얇아져서 유기수지(120)는 인접되는 리이드 전극간의 틈새로 밀려나게 되고, 상하의 전극 사이에는 도전분말(121)이 사이에 끼워넣어져서 전기적인 접속이 이루어진다.
따라서 열압착되었을때 균등하게 압력이 가해지고 또한 균등하게 유기수지(120)에 도피장소가 형성되므로 이방성 도전막(120)외 막두께는 전극부의 전체에서 균일하게 되고 접촉저항이 작으며 또한 균일하게 된다.
또한 제7a, b도는 다른 실시예의 액정표시 장치를 나타내는 것이며 제5도 나타낸 액정표시 장치와 동일부분에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
이 실시예에서는 액정표시 소자(112)의 공통전극의 리이드 전극(E1)을 폭 약 2㎜ 전극으로 하고, 이 리이드 전극(E1)에 대응하는 것을 여러개 예를 들면 일곱개의 리이드 전극(F1-F7)으로 분할하고, 회로기판의 리이드 전극(Fn)의 전극피치와 선폭이 대략 동일하게 되도록 구성되어 있다.
이와같은 액정표시 장치에서도 전술한 실시예의 액정표시 장치와 동일한 효과를 얻을 수가 있다.
더구나 리이드 전극의 전극피치와 선폭은 대략 동일하게 되도록 구성하여도 제조시에 오차가 생긴다.
전술한 설명에서 이해되는 바와같이 공통전극의 리이드 전극 및 이 공통전극의 리이드 전극에 대응하는 리이드 전극의 분할 방법은 반드시 다른 리이드 전극과 동일한 전극피치 및 선폭으로 할 필요는 없다.
그러나 균일성을 양호하게 하기 위해서는 각 리이드 전극의 피치와 선폭은 각각 평균치에서 ±30%의 범위로 하는 것이 바람직하다.
제8도 및 제 9도는 또 다른 실시예의 액정표시 소자를 표시하는 것으로서 제3도 및 제4도에 표시한 액정표시 소자와 동일한 부분에는 동일한 부호가 붙여져 있다.
이 액정표시 소자에서는 구동용 회로기판(114)의 리이드 전극(Fj)의 뒷쪽에 있어서, 이 리이드 전극(Fj)의 병렬로 된 방향에 따라서 일련으로 패턴배선(201), (202)이 형성되어 있다.
더구나 이 액정표시 장치에서는 패턴 배선의 수를 2개로 하였으나 패턴 배선의 수는 이것에 한정되는 것은 아니다.
또한 구동용 회로기판(115)(116)(117)의 리이드 전극의 뒷쪽에도 동일하게 패턴배선(203-208)인 형성되어 있다.
따라서 전술한 패턴배선(203-208)은 유연한 구동용 회로기판(114-117)의 출력 전극부를 그 핏치방향에 대해서 보강하게 된다.
즉, 온도, 습도등의 변화에 따라서 구동용 회로기판(114-117)이 신측하도록 하여도 이것을 패턴배선(201-208)이 누르게 된다.
이 결과 구동용 회로기판(115)(116)(117)의 출력전극(Fj) 배열기판(101)의 기판전극(Ei)을 대응시켜서 접속할 경우에 양자간의 피치 어긋남이 없고 양호한 접속과 정확한 접속을 얻을 수 있다.
서로 인접된 회로기판의 패턴배선간을 접속한 경우에는 제9도에 나타낸 바와같이 예를 들면 배열기판(101)에 미리 접속 패턴(211), (212)을 형성해 두고 납땜으로 접속시킨다.
이와같이 예를 들면 패턴배선(201)(203)(205)(207)에서 루우프를 형성하였을 경우, 예를 들면 제10도에 나타낸 바와같이 데이터 선(Xc)에 단선부(220)가 있었을 경우, 전극(Fc) 또는 (Ec)와 패턴배선(201)을 접속하고, 이 부분을 데이터선(Xc)의 반대쪽의 전극에 이 패턴 배선을 사이에 두고 접속한다.
이와같이 하게 되면 단선부(220)가 있더라도 일부의 소자에는 패턴배선을 우회해서 데이터 공급이 이루어지므로 이 데이터선(Xc)에 의해서 데이터가 공급되어야 할 소자는 모두 정상적으로 작동하게 된다.

Claims (4)

  1. 공통전극이 형성된 기판과 여러개의 도전전극이 형성된 기판과의 사이에 액정을 사이에 끼워서 지지하게 되며, 또한 공통전극과 도전전극의 리이드 전극을 한쪽의 기판으로부터 빼내어서 된 액정표시 소자와, 리이드 전극이 형성된 회로기판과, 액정표시 소자와 회로기판의 리이드 전극간의 끼워있고 또한 여러개의 동일한 지름의 도전분말을 유기수지에 포함시켜서 된 이방성 도전막을 구비하고 도전분말의 단체가 각 리이드 전극과 직접 접촉되도록 열압착하여 양 리이드 전극을 전기적으로 접속시킨 액정표시 장치에 있어서, 전술한 공통전극의 리이드 전극과 이것에 대응하는 회로기판의 리이드 전극의 적어도 한쪽이 분할되어 있으며, 액정표시 소자와 회로기판의 적어도 한쪽의 각 리이드 전극의 피치와 선폭은 제각기의 평균 값에서 ±30%의 범위에 있는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  2. 제1항에 있어서, 액정표시 소자와 회로기판의 적어도 한쪽의 각 리이드 전극의 피치와 선폭은 제각기 동일하게 된 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
  3. 제1항에 있어서, 액정표시 소자는 각 픽셀에 반도체 소자를 구비한 액티브 매트릭스형 액정표시 소자인 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 공통전극이 형성된 기판과 여러개의 도전전극이 형성된 기판과의 사이에 액정을 사이에 끼워서 지지되어 있고 또한 공통전극과 도전전극의 리이드 전극을 한쪽의 기판으로부터 빼내어서 된 액정표시 소자와, 리이드 전극이 형성된 회로기판과, 액정표시 소자와 회로기판의 리이드 전극 사이에 있으며 또한 여러개의 같은 지름의 도전분말을 유기수지에 함유시켜서된 이방성 도전막을 구비하고 도전분말의 단체가 각 리이드 전극과 직접 접촉되도록 열압착하여 양 리이드 전극을 전기적으로 접속시킨 액정표시 장치에 있어서, 공통 전극의 리이드 전극과 이것에 대응하는 회로기판의 리이드 전극의 적어도 한쪽이 분할되어 있으며, 액정 소자와 회로기판의 적어도 한쪽의 각 리이드 전극의 피치와 선폭은 제각기의 평균값에서 ±30%의 범위에 있으며, 또한 회록기판의 리이드 전극 형성면이 뒷면에 리이드 전극의 배열된 방향에 따라서 일련으로 형성된 패턴배선을 갖추고 있는 것을 특징으로 하는 액정표시 장치.
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