JP2004187065A - Display device - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表示装置に関し、特に、アンテナを内蔵した表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、無線LAN(local area network)の普及が進み、パソコンにアンテナを搭載して、大容量のデータをルータとの間、あるいは他のパソコンとの間で無線で伝送することが可能となった。一方、液晶ディスプレイを用いたノート型パソコンや液晶モニタなどの表示装置は、軽量で消費電力も低くフラット性にも優れるなどの理由により急速に普及しつつある。
【0003】
無線LANの種類は、いくつかあるが、例えば、IEEE802.11aでは5GHzの搬送波で最高54Mbpsの信号を伝送し、IEEE802.11bでは2.4GHzの搬送波で最高11Mbpsの信号を無線で伝送できる。また、MPEG(Moving Picture Experts Group)により、動画も伝送できる大容量の無線伝送システムが実現されつつある。
【0004】
図26は、特許文献1に開示されているアンテナ内蔵型の液晶ディスプレイを表す模式断面図である。
【0005】
すなわち、この液晶表示装置130は、カラーTFT(thin film transistor)液晶ディスプレイに、マイクロ・ストリップ構造の平面アンテナを一体に設けたものである。具体的には、ブラックマトリクス132の導体配線をアンテナ素子とし、バックライトの背面の金属反射板121を高周波グランドとして利用する。ブラックマトリクス132の遮光面を形成する導体配線は、平面アンテナの輪郭線に沿って配設された平面アンテナの共振周波数の信号を遮断する高周波絶縁部によって、平面アンテナと外周部とに分離される。
【0006】
しかし、この液晶表示装置の場合、アンテナから信号処理回路までの間の伝送時に信号が表示部を通る。このため、表示に影響をしないように、ブラックマトリックスに隠れるような細い信号線を介する必要があり、信号劣化が起こるという問題がある。
【0007】
図27は、特許文献2に開示されているアンテナ内蔵型のパソコンを表す模式図である。
【0008】
すなわち、本体ケース2と表示部ケース203とLCDパネル204とキーボード205とを有するコンピューター201において、無線通信用アンテナとして、本体ケース2の前側面に設けられた本体部アンテナ211と、表示部ケース203の上角部に設けられた表示部アンテナ213との二つが設けられている。このようにして、表示部ケース203の開閉状態や、受信状態に応じて、本体部アンテナ211と表示部アンテナ213とを切替えて無線通信を行うことが可能な携帯型電子機器を提供している。無線通信によりデータの送受信を行う電子機器において、使用場所、使用状況、周囲の環境等に左右されることなく、常に安定した信頼性の高い送受信を維持することが可能であるとされている。この先行技術のように、ディスプレイの外側にアンテナを置く構造は、アンテナ・ダイバーシティが良好になるので良いが、アンテナの部材コストが高くなるとともに、アンテナの厚み分だけディスプレイが厚くなるという問題がある。
【0009】
図28は、特許文献3に開示されているコンピュータ内蔵用多重アンテナを表す模式図である。その構造は、内導体311とその外側を覆う外導体313とを有する同軸線路301の一端から内導体311が特定の長さで露出され、外導体313がコンピュータ本体内部の導体部分と接合され、さらに露出した内導体311の途中から追加導体線路312がコンピュータ本体内部の導体部分に接続されて多重の電流経路が形成されている。この多重経路を多重励振部として、コンピュータ本体内部の導体部分をアンテナのグランド面とする多重波長励振が可能なアンテナが構成されている。この多重アンテナは、コンピュータ本体に内蔵できるサイズで構成されており、同軸線路301の残りの部分により給電線路314が構成され、この給電線路314がコンピュータ本体に搭載された給電回路もしくはその中継回路に接続されている。給電回路からの電力が給電線路314を通し多重アンテナから放射される。
【0010】
このアンテナは、ノートブックパソコンやデスクトップ型パソコンに設置して使用するものであるが、外部同軸ケーブルを曲げて逆Lアンテナの形状にするものである。しかし、同軸線路を用いるので、ガラス基板などからなるディスプレイとは別体の部品となり、収容性や、高周波の透過を考慮した設計の点では改善の余地が多い。
【0011】
図29は、特許文献4に開示されているアンテナ内蔵型装置を表す模式図である。その構造は、電磁波にて受信、送信を行い、かつ画像表示部403を備えた情報入出力装置401であって、基板402の上に形成された、画像表示部403を構成する走査信号線404とデータ信号線405の所定のものにより、アンテナ素子410が構成されているものである。
【0012】
この構造によれば、取付け位置、形状の限界に左右されることなく、取り扱いが容易で、小型、かつ高性能なアンテナを実現することが可能となる。しかし、画像表示部を構成する走査信号線、データ信号線を用いるため、配線が細くなり、高周波特性が劣化するという問題がある。
【0013】
図30は、特許文献5に開示されているアンテナ装置を表す模式図である。その構造は、長手方向が1/4波長の長方形の接地導体板に配置された逆F型アンテナに関するもので、接地導体板602とその上に実装された線状の逆F型アンテナ601とによって構成されている。線状逆F型アンテナ601が、接地導体板602の長手方向の一端で、しかも長手方向の辺と垂直となるように配置する。
【0014】
しかし、この構造の場合、逆Fアンテナは表示基板とは一体化しておらず、また、逆Fアンテナが表示領域に重ならないようにするため、その形状に制約が生ずる。
【0015】
【特許文献1】
特開2000―172216号公報
【特許文献2】
特開2000―284854号公報
【特許文献3】
特開2002―280825号公報
【特許文献4】
特開平07−46515号公報
【特許文献5】
特開平11−154815号公報
【0016】
【発明が解決しようとする課題】
無線LAN用のアンテナは、高速信号を扱うために、その導体部分の抵抗が低いことが望ましく、一方、誘電体部分の誘電損失が低いことが望ましい。しかし、液晶表示装置(LCD)などのガラス基板上の表示用信号線の材料としては、一般にアルミニウム(Al)が使用される。これは、銅(Cu)や金(Au)配線に比べて高抵抗であるため、配線長が長くなると損失が大きくなるという問題がある。
【0017】
一方で、受信用アンテナの場合、全方向の無線データを効率よく受信する全指向性アンテナが望ましい。机などの影響を小さくするために高い位置に置くと、アンテナの放射効率、および感度が良くなる一方で、アンテナ部から無線LAN回路部までの伝送線路の距離は長くなるので、何らかの低損失対策が必要である。
【0018】
また、アンテナダイバーシティのため、複数のアンテナがパソコン用に設置してあるほうが望ましい。
【0019】
さらに、ディスプレイ装置においては、表示画面であるガラス基板上に配線が形成されている。ディスプレイ装置におけるガラス基板上の表示用信号線、および表示用走査線とアンテナ用信号線との間にクロストークなどが起こり、ガラス基板上の表示用信号線、走査線から高周波の不要放射ノイズが発生するのは望ましくない。
【0020】
本発明は、かかる課題の認識に基づいてなされたものであり、その目的は、特性インピーダンス整合性に優れ、損失が少ないコンパクトなアンテナを内蔵した表示装置を提供することにある。
【0021】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明の表示装置は、第1の基板と、前記第1の基板に対して略平行に設けられた第2の基板であって、前記第1の基板と対向した対向部と、前記第1の基板と対向していない非対向部と、を有する第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた画像表示部と、前記第2の基板の前記非対向部において、前記第2の基板の第1の端辺に沿って前記第1の基板の側の表面に延設された(L1+L2)なる長さを有する直線状の第1の導体と、前記第1の導体の一端に接続され、前記第2の基板の前記表面において、前記第1の端辺と直交する第2の端辺に沿って延設された直線状の第2の導体と、前記第1の導体と接続され、前記第2の基板の前記表面において、前記第1の導体を前記一端とは反対側から(L1:L2)に分割する位置の近傍から前記第1の導体に対して垂直に延設された直線状の第3の導体と、前記第2の導体と接続され、前記第2の導体から前記第2の端辺の側面を介して前記第2の基板の前記表面とは反対側の裏面に至るように設けられた第4の導体と、前記第4の導体に接続され、前記第2の基板の前記裏面において前記第1の端辺からL3だけ離れ且つ前記第3の導体の少なくとも一部と対向して設けられた第1のグラウンド導体層と、を備え、
前記第1乃至第3の導体の少なくともいずれかがアンテナとして作用し、(L1+L3)が前記アンテナから送信しまたは前記アンテナにより受信する電波の波長の略1/4に等しいことを特徴とする。
【0022】
上記構成によれば、特性インピーダンス整合性に優れ、損失が少ないコンパクトなアンテナを内蔵した表示装置を提供することができる。
【0023】
ここで、前記第1の導体の長手方向に沿った前記第1のグラウンド導体層の幅Wが、次式 W≧(L1+L3)なる範囲を満たすものとすると高い感度が得られる。
【0024】
また、前記第1の基板及び前記第2の基板の少なくともいずれかは、前記画像表示部において配線を有し、前記第1のグラウンド導体層は、前記画像表示部と重なる部分が前記配線と略同一のピッチのメッシュ状の導体により形成されてなるものとすれば、表示部の透光性を確保できる。
【0025】
また、前記第3の導体に接続され、前記第2の基板の前記表面において前記画像表示部の外側に延設された信号線と、前記第1の基板の前記第2の基板との対向面とは反対側の表面において前記信号線に対向して設けられた第2のグラウンド導体層と、前記第2の基板の前記裏面において前記信号線に対向して設けられた第3のグラウンド導体層と、前記第2のグラウンド導体層及び前記第3のグラウンド導体層に接続され前記第1の基板及び前記第2の基板の側面の一部を覆う導体ベゼルと、をさらに備え、
前記信号線は、前記アンテナに整合した特性インピーダンスを有するものとすれば、信号線を介した高速伝送を実現できる。
【0026】
また、前記第2の基板の前記表面において、前記信号線と前記画像表示部との間に前記信号線と略平行に延設されたシールド用導体をさらに備えたものとすれば、表示部と信号線との間のクロストークを防ぐことができる。
【0027】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【0028】
図1は、本発明の実施の形態にかかる表示装置の一部を拡大した斜視透視図である。すなわち、同図は、表示装置の上隅に設けられたアンテナ部分を表す。
【0029】
また、図2は、そのA−A線断面図であり、図3は、B−B線断面図である。
【0030】
また、図4は、図1とは反対側から眺めた斜視図である。
【0031】
この表示装置は、ガラス基板を2枚貼り合わせた構造を有し、その上左端部、あるいは上右端部において、ガラス基板7の1部が、ガラス基板6よりも大きく形成されている。すなわち、ガラス基板7は、ガラス基板6に対向している「対向部」と、ガラス基板6よりも外側にはみだして対向していない「非対向部」と、を有する。
【0032】
そして、ガラス基板7の「非対向部」の表面の上端付近に形成された直線状の第1の導体1と、ガラス基板7の表面の端部において導体1に対して直交して接続された直線状の第2の導体2と、第1の導体を(L1:L2)の割合に分割する場所から直交して接続された直線状の第3の導体とが設けられている。
【0033】
ここで、第1の導体1の長さは、(L1+L2)であり、第2の導体2の長さはおよそL3であり、第3の導体3の長さは(L3+L4)である。
【0034】
本実施形態に表示装置においては、ガラス基板7の上端からL3だけ離れた領域までは、第1の導体1、第2の導体2、第3の導体3、第4の導体4が存在する。
【0035】
そして、ガラス基板7の、ガラス基板6とは反対側の裏面において、ガラス基板の上端からL3だけ下方に離れた場所に、幅W、長さL4のグラウンド5が設けられている。
【0036】
すなわち、第3の導体3と、グラウンド5と、は、マイクロストリップ線路を形成している。すなわち、ガラス基板7の上端からL3だけ下がったところから、(L3+L4)離れたところまでの領域においては、第3の導体と第5のグラウンドはマイクロストリップ構造をとる。ここで、図3に表したように第3の導体3により構成される信号線の幅をW3とする。W3は、全体の系のインピーダンス整合を考慮して決定することが望ましいが、一般には、マイクロストリップ線路の特性インピーダンスが50Ω(オーム)となるように設計することが多い。
【0037】
一方、図4に表したように、第2の導体2とグラウンド5とは、ガラス基板7の側面から裏面に亘って形成された第4の導体4により電気的に接続されている。
【0038】
このようにすると、第1の導体1と、第2の導体2と、第3の導体3と、により、いわゆる「逆Fアンテナ」を構成することができる。しかも、その信号経路である第3の導体3は、グラウンド5とマイクロストリップ線路を構成するために、高周波伝搬特性に優れる。
【0039】
また、ガラス基板としては、LCDの場合、無アルカリガラスを使用することが多い。無アルカリガラス基板は、誘電損失を表すパラメータであるtanδが0.001と大変小さいため、高周波伝送線路の絶縁体として適している。
【0040】
ここで、逆Fアンテナとして動作させるためには、(L1+L3)を目的の動作周波数、すなわち、アンテナが送信しまたは受信する電波の周波数に対応する波長の(1/4)とすることが望ましい。
【0041】
図5は、本実施形態の表示装置の表示部の全体を表した模式図である。同図において、符号10はアンテナの信号経路のコネクタを表し、符号11は、表示部の周囲に設けられるベゼルを表す。
【0042】
図5に表したように、本実施形態の表示装置においては、逆Fアンテナの上部には、「ベゼル」を装着しないようにすることが望ましい。金属製のベゼルを装着すると、電磁波がとばなくなるからである。
【0043】
また、図5に表したように、アンテナから見て水平方向における近傍にも、ベゼルなどの導体を配置しないことが望ましい。具体的には、グラウンド5から導体までの距離Lxは、少なくとも動作周波数の1波長以上であることが望ましい。
【0044】
逆Fアンテナにおいては、(L1+L3)が目的の動作周波数に対応する波長の1/4になる時に、最も受信感度がよく、放射効率の高いアンテナとなる。具体的には、無アルカリガラスの場合、比誘電率を5.3として、
無線周波数が2.4GHzの時(L1+L3)=13.6mmであり、無線周波数が5GHzの時(L1+L3)=6.5mmとなる。
【0045】
ここで、(L1+L3)が所定動作周波数の波長の1/4となるようにすると、最低次の共振周波数が所定の動作周波数となる。
【0046】
本発明者は、アンテナの反射損と放射パターンについて、モーメント法によるシミュレーションを行った。その条件としては、ガラス基板7の厚みを700μm、L4を動作周波数の1/4波長の1.6倍、Wを動作周波数の1/4波長とした。
【0047】
図6は、得られた反射損を表すグラフ図である。反射損の許容範囲をマイナス10dB以下とすると、これに対応する周波数帯域は動作周波数の15パーセントであり、アンテナとして十分に機能するといえる。
【0048】
図7は、xy面内での角度による放射パターンを表すグラフ図である。なお、図5に、x、y、zの方向と、xy面内の角度θを併せて示した。また、角度θは、x軸からy軸へ向かう方向を正とした。
【0049】
図7から、本発明のアンテナの放射強度は、すべての方向に2.15dBi以上である。すなわち、全ての方向に対して、半波長ダイポールアンテナによる放射強度を上回る強い放射が得られており、アンテナとして十分に機能するといえる。
【0050】
ここで、アンテナの放射メカニズムを考慮すると、(L1+L3)の経路で共振が起きた場合、グラウンド5にその共振周波数による電流が流れ込み、第1の導体1と第3の導体3とグラウンド5が一体となって共振して放射が起こる。このように、グラウンド5の形状が放射強度に強く影響する。また、第1の導体1の長さL2の部分については定義していないが、L2とL3とをほぼ等しい値にするとよい。
【0051】
次に、グラウンドの幅Wについて説明する。幅Wは、以下の条件を満足することが望ましい。
【0052】
W≧(L1+L3) ・・・・(1)
図8は、周波数帯域の設計共振周波数に対する比と、W/(L1+L3)との関係を表すグラフ図である。すなわち、同図の縦軸は、反射損<−10dBとなる周波数帯域をその設計共振周波数f0で割った比を表す。
【0053】
図8から、W/(L1+L3)<1になると帯域が急激に小さくなることが分かる。また、W=L1+L3の時が最も周波数帯域が広く、アンテナとしても良好であることが分かる。
【0054】
図9は、最大放射周波数の設計値からの「ずれ」と、W/(L1+L3)との関係表すグラフ図である。すなわち、同図の縦軸は、図1乃至図5に表した形状のアンテナにおいて放射が最大となる周波数を、(L1+L3)の長さを1/4波長とする設計周波数で割った比を表す。
【0055】
図9から、W/(L1+L3)<1になると最大放射周波数が設計周波数からずれていくことがわかる。
【0056】
図8及び図9から分かるように、Wが(L1+L3)より小さくなると、周波数帯域が狭くなり、かつ、設計周波数と放射が最大となる周波数の「ずれ」が大きくなる。このため、上記(1)の条件が満たされることが望ましい。
【0057】
ところで、アンテナがディスプレイと一体化していると、W≧(L1+L3)とした時に、グラウンド5が表示領域にはみ出す場合がある。すると、透過型LCDなどの場合には、グラウンド5によって画像表示が暗くなるという弊害が生じる虞もある。このため、W≧(L1+L3)を考慮してガラス基板を予め大きく作っておくことが望ましいが、ディスプレイの「額縁」を狭くしたい場合などには、何らかの対策が必要である。
【0058】
そこで、表示領域とグラウンド5とが重なる場合、グラウンド5の一部をメッシュ状に形成する。
【0059】
図10は、ガラス基板7の裏面側から眺めたアンテナ部分の拡大斜視図である。
【0060】
ます、図11は、図10のB−B線断面図である。
【0061】
これらの図面に例示したように、グラウンド5のうちで、画像表示部に重なる部分をメッシュ9として形成すれば、裏面側に設けられるバックライト(図示せず)からの光を遮ることがない。
【0062】
なお、図11に表したように、ガラス基板7には、液晶ディスプレイ等のアクティブマトリックス駆動の場合、画像表示領域には、画素の階調を制御するTFT(Thin Film Transistor)を駆動するために、縦方向及び横方向に配線13が形成され、平面的なメッシュ構造が形成されている。また、これら配線に対向して、ガラス基板6の上には、透明電極15の下層に、カラーフィルタ14とブラックマトリックス16が形成されている。通常は、ブラックマトリックス16は、配線13に対向して、これら配線を遮るように設けられている。
【0063】
そのため、グラウンド5のメッシュ9は、これら配線13及びブラックマトリックス16に対応して形成すれば、バックライトからの光を遮る問題がなく、画面の明るさを維持できる。
【0064】
次に、アンテナ指向性をよりよくするための構造について説明する。
【0065】
図12は、本実施形態の表示装置において、ベゼルを取り除いた状態で画像表示側から見た透視平面図である。同図に表したように、画像表示側からみて、右側と左側の2箇所にそれぞれアンテナを置くと、アンテナ・ダイバーシティが向上する。本実施形態のアンテナは、図7の放射パターンの角度依存性からも分かるように、図5のx軸の負の方向、すなわち領域表示の外側に向けて放射が小さくなるという特性を有する。そこで、2個のアンテナを左右対称に配置することにより、放射が大きくなる方のアンテナを選ぶことができ、アンテナとしての性能が向上する。
【0066】
図12に表した表示装置において、ポリ(poly)シリコンTFTのように移動度の高いTFTを用いる場合には、走査信号線用のICすなわち「Yドライバ」や、信号線用駆動ICすなわち「Xドライバ」をガラス基板7の上に作ることができる。この時に、本発明においては、Xドライバ23とYドライバ24を駆動するための信号線22を図12に例示したように、画像表示面の上側からタブ(TAB:tape automated bonding)等によって伝送するとよい。
【0067】
この信号線22は、画像表示画面の額縁の部分でXドライバ23とYドライバ24とに振り分けられる。そのため、アンテナの上や、アンテナ用信号線の上を走査線などが通ることがなくなり、表示用信号線、表示用走査線との干渉が低減し、良好なアンテナ特性、および高速信号線特性を得ることができる。
【0068】
一方、アモルファス・シリコンTFTのように移動度があまり大きくないTFTの場合、Yドライバとしては、外付けのYドライバICを使用する。この場合には、図13に表したように、表示側ではない裏面側で、Y基板上に搭載されたYドライバICで作られた走査線を画像表示面側に伝送する時に、TAB(tapeautomated bonding)21によって伝送する場合が多い。この時、図13に例示したように、アンテナ用の信号を伝送する導体3の上にTAB21が重なる領域があり、アンテナの信号が走査線に誘起され、ノイズとなる可能性がある。
【0069】
しかし、TABの走査線は、通常は、導体3に比べて高抵抗の導体により形成されているため、画面全体にノイズが伝播する可能性は低い。但し、アンテナ用信号線(導体3)の特性インピーダンスは、TAB21によってが若干変化するため、性能向上のために、予めTAB21が与える影響を考慮しておくことが望ましい。
【0070】
図14は、本発明の第2の実施形態にかかる画像表示装置を表す模式図である。すなわち、同図は表示装置におけるアンテナの配置を表した平面図である。
【0071】
アンテナの指向性のよい方向が、ディスプレイの内向きではなく外向きとなるようにしたい場合は、同図に例示した如く、アンテナの向きを180度反転させて設ければよい。この時、逆Fアンテナにおける第1の導体1を金属片で形成し、ガラス基板7の上の導体上に半田付けあるいはロウ付けすることにより、アンテナの指向性を変化させることができる。この場合も、第2の導体2と第4の導体4はグラウンドとなり、第3の導体は信号線となるので、逆Lアンテナの形状となる。
【0072】
図15は、本発明の第3の実施の形態にかかる画像表示装置を表す模式図である。すなわち、同図は、図1におけるC−C線断面図に対応し、高速信号線路の構造を例示する。
【0073】
すなわち、ガラス基板7の上には、第3の導体3から下方向に信号線8が連続して形成されている。そして、ガラス基板6には、ガラス基板7の上に敷設されている信号線8に対向する面とは反対側に、グラウンド18を形成する。また、ガラス基板7の裏面側には、グラウンド19が形成されている。
【0074】
このようにすると、信号線8を、特性インピーダンスが制御されたストリップ線路とすることができる。また、ベゼル金属とグラウンド18とグラウンド19とを電気的に接続することにより、シールドも十分にされた高速信号線路が形成される。なお、この場合の特性インピーダンスは、全体のインピーダンス整合を考慮して、信号線8の幅W8を決めるようにすればよく、通常は、50Ωにあわせることが多い。
【0075】
図15に表した構造において、特性インピーダンスを通常値の50Ωに合わせると、反射損が小さくなる。そこで、特性インピーダンスを50Ωに設計する時に、ストリップ線路のグラウンド導体として、ガラス基板6に形成されたグラウンド18と、ガラス基板7に形成されたグラウンド19を用いればよい。しかし、信号線8と側面グラウンド2との距離S1をガラス基板7の厚みt1よりも小さくすると、側面グラウンド2も考慮した特性インピーダンス設計を行わなければならなくなり、複雑化する。そこで、次式の条件が満たされるように、信号線8の位置を決定すると、特性インピーダンスの設計がしやすくなり、誤差も小さくなる。
【0076】
S1>t1・・・・・・(2)
図16は、高速信号線8の導体厚による通過特性について表したグラフ図である。すなわち、同図の横軸は周波数、縦軸は振幅をそれぞれ表す。またここで、信号線8の配線長は217mmで、その材料は、金(Au)とした。また、同図には、信号線8の厚みが0.4μm、1.2μm、4μmの特性をそれぞれ表した。
【0077】
図16から信号線8の導体厚が厚くなると、導体損が小さくなることが分かる。ここで、信号線8の幅W8は、特性インピーダンスを50Ωにした場合の値を用いている。導体損を1dB以内に抑制するためには、信号線8が金(Au)の場合には、導体厚を1.2μm以上にしなければならないことが分かる。
【0078】
ここで、市販の同軸ケーブルの損失は200mmの時2dB程度である。従って、図16より、ガラス基板上の導体は、市販の同軸ケーブルよりも十分低損失な伝送線路を形成することができることが分かる。なお、この高速信号線の構造においては、信号線8だけでなく、グラウンド18,19も、金(Au)を用い導体損を小さくすることが望ましい。
【0079】
図17は、高速信号線の導体抵抗値を変えた時の通過特性を表すグラフ図である。信号線8の導体材料がアルミニウム(Al)の場合、金(Au)に対する導体抵抗の比は1.4である。導体材料をアルミニウムにすると、金の場合と比較して、5GHzで200mmの配線長で0.3dB小さくなることが分かる。これらより、導体損を小さくする場合、導体抵抗よりも、導体厚の方が影響が大きいといえる。
【0080】
図18は、シールド用導体を設けた高速信号線の構造を表す模式図である。すなわち、同図も、図1のC−C線断面図に対応する。
【0081】
本具体例の場合、信号線8と画像表示領域との間に、信号線8と平行にシールド用導体25が設けている。シールド用導体は、アンテナの信号線8と画像表示領域の信号線などの配線との間のクロストークを防ぐ役割を果たす。
【0082】
ここで、シールド用導体25は、信号線8から、その幅W8の3倍以上離れた場所に設けることが望ましい。また、シールド用導体25の幅Wgは、信号線の幅W8よりも大きくすることが望ましい。すなわち、信号線8の幅をW8、シールド用導体25の幅をWg、信号線8とシールド用導体25との間隔をS2とすると、次式の条件が満たされることが望ましい。
【0083】
S2>3×W ・・・・・・・(3)
Wg>W ・・・・・・・(4)
本具体例の構造において特性インピーダンスを計算する時には、信号線8と、ガラス基板6のグラウンド18と、ガラス基板のグラウンド19からの距離が重要である。ここで、図18に表したシールド用導体25が信号線8の近傍に設けられると、シールド用導体25によって、特性インピーダンスに誤差が発生する。
【0084】
また、ガラス基板6、7が厚い場合は、スルーホールを開けて金属を蒸着することが困難なため、シールド用導体25はグラウンド18やグラウンド19と電気的に接続できないため、いわゆる「浮きグラウンド」状態となる。浮きグラウンドは、ノイズが誘起された場合共振が起こり、不要放射ノイズが増大する。
【0085】
しかし、シールド用導体25がないと、表示領域の信号線13に、アンテナ用信号線8の伝搬信号がクロストークによりノイズとして誘起される可能性がある。
【0086】
これらを考慮すると、シールド用導体25として、ある程度高抵抗の導体を使用すれば、信号線8から放射されたノイズを迅速に減衰させて、共振が起こらず、しかも、表示領域の信号線13に高周波ノイズがのりにくくなる。そこで、シールド用導体25を設ける位置としては、信号線8の幅W8の3倍以上離すこととするのがよい。
【0087】
本発明者は、図18の構造について、それぞれの配線間の自己インダクタンスL11、相互インダクタンスL12、自己キャパシタンスC11、相互キャパシタンスC12をシミュレーションした。また、上記4つのパラメータから近端クロストーク係数Kb、遠端クロストーク係数kfが求められるため、それらから、近端クロストークで誘起される電圧をVne、遠端クロストークで誘起される電圧をVfeを計算した。
【0088】
近端クロストークで誘起される電圧をVneとすると、次式が得られる。
(1)
また、遠端クロストークで誘起される電圧をVfeとすると、次式が得られる。
ここで、Tdは周期、Trは立ち上がり時間、lは配線長(μm)をそれぞれ表す。
【0089】
シールド用導体25の幅Wgが細くなるとC11が増加し、遠端クロストークノイズが増大する。そこで、少なくともシールド用導体の幅Wgを、信号線8の導体幅W8より広くするようにすることが望ましい。
【0090】
図19は、本発明の第1の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。同図については、図1乃至図18に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0091】
本実施例においては、信号線8の導体幅が、マイクロストリップ線路からストリップ線路になる変換部において、細くされている。つまり、この変換部において特性インピーダンスが一定となるように、導体幅を細くするようにすると、反射が低減し、アンテナ部でのロスが小さくなる。
【0092】
次に、本発明の画像表示装置の製造方法の一例について説明する。
【0093】
図20は、ガラス基板7の側面に導体2及び4を形成するための蒸着装置の概略を表す模式図である。導体2及び4を蒸着するに際して、蒸発源26をガラス基板7の両方の角部に設けることにより、角部で導体厚が厚くなるので、「段切れ」のない導体2、4を形成することができる。この方法は、ガラス基板の表と裏の両方に蒸着したい場合に簡便な方法である。
【0094】
また、パターン形成方法としては、主に「リフトオフ法」を用いることができる。リフトオフ法は、蒸着したくない部分にフィルムなどの遮蔽体27を貼り、ガラス基板7の全体に蒸着した後、フィルム27をはがすことにより、所望のパターンを得るものである。また、パターン精度も、ガラス基板が厚いことにより、特性インピーダンス50Ωを誤差5%以内で実現できるのに十分である。
【0095】
図21乃至図23は、本発明の画像表示装置を製造するためのプロセス工程を表す工程断面図である。
【0096】
すなわち、図21は、裏面側のガラス基板7を用いた工程を表し、図22は表示面側のガラス基板6を用いた工程を表す。
【0097】
まず、図21(a)に表したように、ガラス基板7に走査線や信号線13、TFT(図示せず)を形成した後に、その裏面側に感光性レジスト28を塗布する。このレジストは「ネガタイプ」であり、同図(b)に表したように、光が当たった部分が専用の溶剤に溶け、マスクパターン以外のところが残るタイプである。
【0098】
この露光の際には、信号線13や走査線など実際のパターンが遮光マスクとなる。この露光工程ではネガレジストの光が当たった部分に金属が蒸着されるため、あらかじめ、アンテナ作製部分のように後工程でパターンニングを行う部分は、光を透過しないフィルム29で覆う必要がある。
【0099】
次に、図21(c)に表したように、リフトオフ法を使用するためのフィルム27を、パターンの領域以外に貼る。そして、図21(d)に表したように、金属層30の蒸着を行う。この蒸着金属として金(Au)を用いると、低抵抗の伝送線路を実現できる。また、蒸着金属の上に銅(Cu)めっき等を行うと、より厚みのある低抵抗な伝送線路が形成される。
【0100】
次に、図21(e)に表したように、リフトオフ用フィルム27を薬品で溶かしり、はがすことにより、除去する。また、ここで、ベゼルとグラウンド19とを電気的に接続するために、ガスケット31をところどころに設けるとよい。このようすれば、シールド性がすぐれ、上下のグラウンド18,19が接続されることにより、グラウンド電流の回りこみの小さい良好な伝送線路が形成される。
【0101】
一方、ガラス基板6を用いた工程を図22(a)乃至(d)に表したように実施する。
【0102】
すなわち、図22(a)に表したように、まず、、リフトオフ法による金属層18の蒸着工程を実施する。これは、カラーフィルタやブラックマトリックスは、蒸着時の高温により変質する可能性があるからである。リフトオフの後、図22(b)に表したように、表面を平坦化するためのレジスト32を塗布する。
【0103】
次に、図22(c)に表したように、カラーフィルタ14、ブラックマトリックス16、コモン電極15を形成する。次に、図22(d)に表したように、グラウンド18とベゼルとの間にガスケット31を設けることにより、シールド性のすぐれた上下のグラウンド18,19が接続された、グラウンド電流の回りこみの小さいEMI低減としても、良好な伝送線路が形成される。
【0104】
そして、図23に表したように、ガラス基板6とガラス基板7とを張り合わせ、その間隙に液晶を注入し、封止剤17により液晶を閉じ込めることにより、高速伝送線路を内蔵した液晶ディスプレイ装置の要部が完成する。
【0105】
図24は、本発明の他の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。同図については、図1乃至図23に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0106】
本実施例においては、ガラス基板7の上面に、第1の導体1と同じ長さの導体33を設ける。この導体33は、例えば、蒸着により形成することができる。このような導体33を設けることにより、ガラス基板7の上部にも高周波電流が通るため、上方にも放射され、さらに無指向性のアンテナが得られる。
【0107】
図25は、本発明の他の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。同図については、図1乃至図24に関して前述したものと同様の要素には同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
【0108】
本実施例においては、アンテナと高速信号線との間に、LNA(Low Noise Amplifier)とマッチング回路12を実装する。こうすると、信号を増幅することにより、ノイズに強いアンテナができる。ガラス基板上の導体のパッドとしては、金(Au)が望ましいが、アンテナの一部をこのパッドとして用いることができるので、新たな工程を必要としない。
【0109】
また、TABによって表示用信号線を裏面から供給している場合、IC用12の電源としては、そのTABによって電源線20を形成することにより、IC12の電源線をパソコン本体から供給する必要がなくなる。
【0110】
また、導体の太さは設計値で変えることができるため、IC12の入力インピーダンス、出力インピーダンスも考慮した上で、より反射の少ないトータルの伝送特性のよいアンテナを形成することができる。
以上、具体例を参照しつつ本発明の実施の形態について説明した。しかし、本発明は、上述した各具体例に限定されるものではない。
【0111】
例えば、本発明の表示装置は、液晶ディスプレイを用いたものには限定されず、その他、EL(ElectroLuminescent)ディスプレイ、LED(Light EmittingDiode)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、冷陰極型ディスプレイ、をはじめとした、周波数の高い表示信号を取り扱うすべての表示装置を包含する。
【0112】
さらに、これら表示装置を構成する各要素の構造、形状、材料、寸法などに関しても、当業者が適宜設計変更したものも、本発明の特徴を有する限り本発明の範囲に包含される。
【0113】
すなわち、本発明は各具体例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々変形して実施することが可能であり、これらすべては本発明の範囲に包含される。
【0114】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、ガラス基板にアンテナと高速信号線とを内蔵することにより、特性インピーダンス整合性が優れ、損失が少ないアンテナを内蔵したコンパクトな表示装置を提供することができる。
【0115】
また、ベゼルを高速信号線のグラウンドとして利用することにより、シールド性の優れた高速信号線を設けることもできる。また、高速信号線と表示用信号線との間に高抵抗な導体を敷設することにより、高速信号線と表示用信号線のクロストークによる不要放射ノイズを低減することもできる。
【0116】
その結果として、高性能なアンテナを内蔵した表示装置が実現でき産業上のメリットは多大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態にかかる表示装置の一部を拡大した斜視透視図である。
【図2】図1のA−A線断面図である。
【図3】図1のB−B線断面図である。
【図4】図1とは反対側から眺めた斜視図である。
【図5】本実施形態の表示装置の表示部の全体を表した模式図である。
【図6】反射損を表すグラフ図である。
【図7】xy面内での角度による放射パターンを表すグラフ図である。
【図8】周波数帯域の設計共振周波数に対する比と、W/(L1+L3)との関係を表すグラフ図である。
【図9】最大放射周波数の設計値からの「ずれ」と、W/(L1+L3)との関係表すグラフ図である。
【図10】ガラス基板7の裏面側から眺めたアンテナ部分の拡大斜視図である。
【図11】図10のB−B線断面図である。
【図12】本発明の実施形態の表示装置において、ベゼルを取り除いた状態で画像表示側から見た透視平面図である。
【図13】TABを用いた表示装置を表す模式図である。
【図14】本発明の第2の実施形態にかかる画像表示装置を表す模式図である。
【図15】本発明の第3の実施の形態にかかる画像表示装置を表す模式図である。
【図16】高速信号線8の導体厚による通過特性について表したグラフ図である。
【図17】高速信号線の導体抵抗値を変えた時の通過特性を表すグラフ図である。
【図18】シールド用導体を設けた高速信号線の構造を表す模式図である。
【図19】本発明の第1の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。
【図20】ガラス基板7の側面に導体2及び4を形成するための蒸着装置の概略を表す模式図である。
【図21】本発明の画像表示装置を製造するためのプロセス工程を表す工程断面図である。
【図22】本発明の画像表示装置を製造するためのプロセス工程を表す工程断面図である。
【図23】本発明の画像表示装置を製造するためのプロセス工程を表す工程断面図である。
【図24】本発明の他の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。
【図25】本発明の他の実施例の表示装置の一部を表す透視斜視図である。
【図26】特許文献1に開示されているアンテナ内蔵型の液晶ディスプレイを表す模式断面図である。
【図27】特許文献2に開示されているアンテナ内蔵型のパソコンを表す模式図である。
【図28】特許文献3に開示されているコンピュータ内蔵用多重アンテナを表す模式図である。
【図29】特許文献4に開示されているアンテナ内蔵型装置を表す模式図である。
【図30】特許文献5に開示されているアンテナ装置を表す模式図である。
【符号の説明】
1 第1の導体
2 第2の導体
3 第3の導体
4 第4の導体
5 グラウンド
6、7 ガラス基板
8 信号線
9 メッシュグラウンド
10 コネクタ
11 ベゼル
12 マッチング回路とローノイズアンプ
13 表示TFT用信号線
14 カラーフィルタ
15 コモン電極
16 ブラックマトリックス
17 封止材
18、19 グラウンド
20 電源線
21 走査線
22 Xドライバ駆動用信号線とYドライバ駆動用信号線
23 Xドライバ
24 Yドライバ
25 シールド用導体
26 蒸発源
27 リフトオフ用フィルム
28 ネガレジスト
29 光非透過型フィルム
30 下地金属と金蒸着
31 ガスケット
32 平坦化用レジスト
33 上側導体、[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a display device, and particularly to a display device having a built-in antenna.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In recent years, the spread of wireless LAN (local area network) has been advanced, and it has become possible to mount an antenna on a personal computer and wirelessly transmit a large amount of data to / from a router or another personal computer. . On the other hand, display devices such as a notebook computer and a liquid crystal monitor using a liquid crystal display are rapidly spreading because of their light weight, low power consumption, and excellent flatness.
[0003]
There are several types of wireless LANs. For example, IEEE 802.11a can transmit a signal of up to 54 Mbps on a carrier of 5 GHz, and IEEE 802.11b can wirelessly transmit a signal of up to 11 Mbps on a carrier of 2.4 GHz. Also, a large-capacity wireless transmission system capable of transmitting moving images is being realized by MPEG (Moving Picture Experts Group).
[0004]
FIG. 26 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display with a built-in antenna disclosed in
[0005]
That is, the liquid
[0006]
However, in the case of this liquid crystal display device, a signal passes through the display unit during transmission from the antenna to the signal processing circuit. For this reason, it is necessary to pass through a thin signal line hidden by a black matrix so as not to affect the display, and there is a problem that signal degradation occurs.
[0007]
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating a personal computer with a built-in antenna disclosed in
[0008]
That is, in the computer 201 including the
[0009]
FIG. 28 is a schematic diagram showing a multiplex antenna for a computer disclosed in
[0010]
This antenna is used by installing it on a notebook personal computer or a desktop personal computer. The antenna is formed by bending an external coaxial cable to form an inverted L antenna. However, since a coaxial line is used, it is a separate component from a display made of a glass substrate or the like, and there is much room for improvement in terms of accommodation and design in consideration of high-frequency transmission.
[0011]
FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a device with a built-in antenna disclosed in
[0012]
According to this structure, it is possible to realize a small-sized, high-performance antenna that is easy to handle, without being affected by the limitations of the mounting position and the shape. However, since the scanning signal lines and the data signal lines that constitute the image display unit are used, there is a problem that the wiring becomes thin and high-frequency characteristics deteriorate.
[0013]
FIG. 30 is a schematic diagram illustrating the antenna device disclosed in
[0014]
However, in the case of this structure, the inverted F antenna is not integrated with the display substrate, and the shape is restricted in order to prevent the inverted F antenna from overlapping the display area.
[0015]
[Patent Document 1]
JP 2000-172216 A
[Patent Document 2]
JP 2000-284854 A
[Patent Document 3]
JP 2002-280825 A
[Patent Document 4]
JP-A-07-46515
[Patent Document 5]
JP-A-11-154815
[0016]
[Problems to be solved by the invention]
An antenna for a wireless LAN desirably has a low resistance in a conductor portion and a low dielectric loss in a dielectric portion in order to handle high-speed signals. However, aluminum (Al) is generally used as a material of a signal line for display on a glass substrate such as a liquid crystal display (LCD). This is higher in resistance than copper (Cu) or gold (Au) wiring, so that there is a problem that the loss increases as the wiring length increases.
[0017]
On the other hand, in the case of a receiving antenna, an omnidirectional antenna that efficiently receives omnidirectional wireless data is desirable. If the antenna is placed at a high position to reduce the influence of a desk, etc., the radiation efficiency and sensitivity of the antenna will be improved, but the distance of the transmission line from the antenna to the wireless LAN circuit will be longer. is necessary.
[0018]
Also, for antenna diversity, it is desirable that a plurality of antennas be installed for a personal computer.
[0019]
Further, in the display device, wiring is formed on a glass substrate which is a display screen. Crosstalk occurs between the display signal line on the glass substrate and the display scan line and the antenna signal line in the display device, and high-frequency unnecessary radiation noise is generated from the display signal line and the scan line on the glass substrate. This is undesirable.
[0020]
The present invention has been made based on the recognition of such a problem, and an object of the present invention is to provide a display device incorporating a compact antenna having excellent characteristic impedance matching and low loss.
[0021]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a display device of the present invention includes a first substrate and a second substrate provided substantially in parallel with the first substrate, wherein the second substrate faces the first substrate. A second substrate having a facing portion and a non-facing portion not facing the first substrate, an image display portion provided between the first substrate and the second substrate, In the non-opposing portion of the second substrate, a linear shape having a length of (L1 + L2) extended to a surface on the side of the first substrate along a first edge of the second substrate. And a straight line connected to one end of the first conductor and extending along a second end orthogonal to the first end on the surface of the second substrate. -Shaped second conductor and the first conductor are connected to each other, and the first conductor is connected to the one end on the surface of the second substrate. A third linear conductor extending perpendicularly to the first conductor from the vicinity of a position divided into (L1: L2) from the opposite side; a third linear conductor connected to the second conductor; A fourth conductor provided so as to reach a back surface opposite to the front surface of the second substrate from the conductor via the side surface of the second end side, and a fourth conductor connected to the fourth conductor; A first ground conductor layer provided on the back surface of the second substrate at a distance of L3 from the first edge and opposed to at least a part of the third conductor;
At least one of the first to third conductors functions as an antenna, and (L1 + L3) is substantially equal to 1 / of the wavelength of a radio wave transmitted from or received by the antenna.
[0022]
According to the above configuration, it is possible to provide a display device having a compact antenna with excellent characteristic impedance matching and low loss.
[0023]
Here, when the width W of the first ground conductor layer along the longitudinal direction of the first conductor satisfies the following formula: W ≧ (L1 + L3), high sensitivity can be obtained.
[0024]
In addition, at least one of the first substrate and the second substrate has a wiring in the image display unit, and a portion of the first ground conductor layer that overlaps the image display unit is substantially equal to the wiring. If they are formed by mesh-shaped conductors having the same pitch, the translucency of the display unit can be ensured.
[0025]
A signal line connected to the third conductor and extending outside the image display unit on the surface of the second substrate; and a surface of the first substrate facing the second substrate. A second ground conductor layer provided on the opposite surface to the signal line, and a third ground conductor layer provided on the back surface of the second substrate to face the signal line; And a conductor bezel connected to the second ground conductor layer and the third ground conductor layer and covering a part of a side surface of the first substrate and the second substrate.
If the signal line has a characteristic impedance matched to the antenna, high-speed transmission via the signal line can be realized.
[0026]
Further, if the surface of the second substrate further includes a shielding conductor extending substantially in parallel with the signal line between the signal line and the image display unit, Crosstalk with the signal line can be prevented.
[0027]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0028]
FIG. 1 is a perspective perspective view in which a part of a display device according to an embodiment of the present invention is enlarged. That is, the drawing shows an antenna portion provided at the upper corner of the display device.
[0029]
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB.
[0030]
FIG. 4 is a perspective view seen from the opposite side to FIG.
[0031]
This display device has a structure in which two glass substrates are bonded to each other, and a part of the
[0032]
Then, the linear
[0033]
Here, the length of the
[0034]
In the display device according to the present embodiment, the
[0035]
A
[0036]
That is, the
[0037]
On the other hand, as shown in FIG. 4, the
[0038]
In this way, the
[0039]
In the case of LCD, non-alkali glass is often used as the glass substrate. An alkali-free glass substrate is suitable as an insulator for a high-frequency transmission line because tan δ, which is a parameter representing dielectric loss, is as small as 0.001.
[0040]
Here, in order to operate as an inverted-F antenna, it is desirable that (L1 + L3) be a target operating frequency, that is, (1 /) of a wavelength corresponding to a frequency of a radio wave transmitted or received by the antenna.
[0041]
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating the entire display unit of the display device of the present embodiment. In the figure,
[0042]
As shown in FIG. 5, in the display device of the present embodiment, it is desirable not to attach a “bezel” above the inverted F antenna. This is because when a metal bezel is attached, electromagnetic waves are not scattered.
[0043]
In addition, as shown in FIG. 5, it is desirable that a conductor such as a bezel is not disposed near the horizontal direction when viewed from the antenna. Specifically, it is desirable that the distance Lx from the
[0044]
In the inverted F antenna, when (L1 + L3) becomes 1 / of the wavelength corresponding to the target operating frequency, the antenna has the highest reception sensitivity and the highest radiation efficiency. Specifically, in the case of non-alkali glass, the relative dielectric constant is set to 5.3,
When the radio frequency is 2.4 GHz (L1 + L3) = 13.6 mm, and when the radio frequency is 5 GHz (L1 + L3) = 6.5 mm.
[0045]
Here, if (L1 + L3) is set to be 1/4 of the wavelength of the predetermined operating frequency, the lowest-order resonance frequency becomes the predetermined operating frequency.
[0046]
The present inventor performed a simulation using the moment method for the reflection loss and the radiation pattern of the antenna. As the conditions, the thickness of the
[0047]
FIG. 6 is a graph showing the obtained reflection loss. Assuming that the allowable range of the reflection loss is -10 dB or less, the corresponding frequency band is 15% of the operating frequency, and it can be said that the antenna sufficiently functions as an antenna.
[0048]
FIG. 7 is a graph showing a radiation pattern according to an angle in the xy plane. Note that FIG. 5 also shows the directions of x, y, and z, and the angle θ in the xy plane. The angle θ is defined as positive in the direction from the x axis to the y axis.
[0049]
From FIG. 7, the radiation intensity of the antenna of the present invention is equal to or higher than 2.15 dBi in all directions. That is, in all directions, strong radiation exceeding the radiation intensity of the half-wave dipole antenna is obtained, and it can be said that the antenna sufficiently functions.
[0050]
Here, in consideration of the radiation mechanism of the antenna, when resonance occurs in the path of (L1 + L3), current flows at the resonance frequency into the
[0051]
Next, the width W of the ground will be described. It is desirable that the width W satisfies the following conditions.
[0052]
W ≧ (L1 + L3) (1)
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the ratio of the frequency band to the design resonance frequency and W / (L1 + L3). That is, the vertical axis in the figure represents the ratio obtained by dividing the frequency band in which the reflection loss is less than -10 dB by the design resonance frequency f0.
[0053]
From FIG. 8, it can be seen that the bandwidth sharply decreases when W / (L1 + L3) <1. Also, it can be seen that when W = L1 + L3, the frequency band is the widest and the antenna is good.
[0054]
FIG. 9 is a graph showing the relationship between “deviation” of the maximum radiation frequency from the design value and W / (L1 + L3). That is, the vertical axis in the figure represents a ratio obtained by dividing the frequency at which the maximum radiation occurs in the antenna having the shape shown in FIGS. .
[0055]
From FIG. 9, it can be seen that the maximum radiation frequency shifts from the design frequency when W / (L1 + L3) <1.
[0056]
As can be seen from FIGS. 8 and 9, when W is smaller than (L1 + L3), the frequency band becomes narrower, and the "shift" between the design frequency and the frequency at which the radiation is maximized increases. Therefore, it is desirable that the condition (1) be satisfied.
[0057]
By the way, if the antenna is integrated with the display, the
[0058]
Therefore, when the display area and the
[0059]
FIG. 10 is an enlarged perspective view of the antenna portion viewed from the back surface side of the
[0060]
First, FIG. 11 is a sectional view taken along line BB of FIG.
[0061]
As illustrated in these drawings, if a portion of the
[0062]
As shown in FIG. 11, in the case of active matrix drive such as a liquid crystal display, the
[0063]
Therefore, if the
[0064]
Next, a structure for improving the antenna directivity will be described.
[0065]
FIG. 12 is a perspective plan view of the display device of the present embodiment, with the bezel removed, as viewed from the image display side. As shown in the figure, the antenna diversity is improved when antennas are placed at two places on the right and left sides, respectively, when viewed from the image display side. As can be seen from the angle dependence of the radiation pattern in FIG. 7, the antenna of this embodiment has a characteristic that the radiation decreases in the negative direction of the x-axis in FIG. 5, that is, toward the outside of the area display. Therefore, by arranging the two antennas symmetrically, the antenna with the larger radiation can be selected, and the performance as an antenna is improved.
[0066]
In the display device shown in FIG. 12, when a TFT having high mobility such as a poly silicon TFT is used, an IC for a scanning signal line, that is, a “Y driver”, and a driving IC for a signal line, that is, “X” A “driver” can be made on the
[0067]
The signal lines 22 are distributed to the
[0068]
On the other hand, in the case of a TFT having a modest mobility such as an amorphous silicon TFT, an external Y driver IC is used as the Y driver. In this case, as shown in FIG. 13, when a scanning line formed by a Y driver IC mounted on a Y substrate is transmitted to the image display surface side on the back surface side, not the display side, TAB (tape automated). (bonding) 21 in many cases. At this time, as illustrated in FIG. 13, there is a region where the
[0069]
However, since the TAB scanning line is usually formed of a conductor having higher resistance than the
[0070]
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an image display device according to the second embodiment of the present invention. That is, this figure is a plan view showing the arrangement of the antenna in the display device.
[0071]
If it is desired that the direction of the directivity of the antenna be outward instead of inward of the display, the direction of the antenna may be inverted by 180 degrees as illustrated in FIG. At this time, the directivity of the antenna can be changed by forming the
[0072]
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an image display device according to the third embodiment of the present invention. That is, the drawing corresponds to the cross-sectional view taken along the line CC in FIG. 1 and illustrates the structure of the high-speed signal line.
[0073]
That is, the
[0074]
In this way, the
[0075]
In the structure shown in FIG. 15, when the characteristic impedance is adjusted to the normal value of 50Ω, the reflection loss is reduced. Therefore, when the characteristic impedance is designed to be 50Ω, the
[0076]
S1> t1 (2)
FIG. 16 is a graph showing the transmission characteristics of the high-
[0077]
From FIG. 16, it is understood that the conductor loss of the
[0078]
Here, the loss of a commercially available coaxial cable is about 2 dB at 200 mm. Therefore, it is understood from FIG. 16 that the conductor on the glass substrate can form a transmission line with sufficiently lower loss than a commercially available coaxial cable. In the structure of the high-speed signal line, it is desirable that not only the
[0079]
FIG. 17 is a graph showing the pass characteristics when the conductor resistance of the high-speed signal line is changed. When the conductor material of the
[0080]
FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a structure of a high-speed signal line provided with a shielding conductor. That is, this drawing also corresponds to the cross-sectional view taken along line CC of FIG.
[0081]
In the case of this specific example, a shielding
[0082]
Here, it is desirable that the
[0083]
S2> 3 × W (3)
Wg> W (4)
When calculating the characteristic impedance in the structure of this example, the distance from the
[0084]
When the
[0085]
However, without the
[0086]
In consideration of these, if a conductor having a relatively high resistance is used as the
[0087]
The present inventor has simulated the self-inductance L11, the mutual inductance L12, the self-capacitance C11, and the mutual capacitance C12 between the respective wirings in the structure of FIG. Further, since the near-end crosstalk coefficient Kb and the far-end crosstalk coefficient kf are obtained from the above four parameters, the voltage induced by the near-end crosstalk is Vne, and the voltage induced by the far-end crosstalk is calculated from them. Vfe was calculated.
[0088]
Assuming that the voltage induced by the near-end crosstalk is Vne, the following equation is obtained.
(1)
If the voltage induced by the far-end crosstalk is Vfe, the following equation is obtained.
Here, Td represents the cycle, Tr represents the rise time, and l represents the wiring length (μm).
[0089]
When the width Wg of the shielding
[0090]
FIG. 19 is a perspective view showing a part of the display device according to the first embodiment of the present invention. In this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 18 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0091]
In the present embodiment, the conductor width of the
[0092]
Next, an example of a method for manufacturing an image display device of the present invention will be described.
[0093]
FIG. 20 is a schematic diagram schematically illustrating a vapor deposition apparatus for forming
[0094]
As a pattern forming method, a “lift-off method” can be mainly used. In the lift-off method, a desired pattern is obtained by attaching a shielding
[0095]
21 to 23 are process cross-sectional views illustrating process steps for manufacturing the image display device of the present invention.
[0096]
That is, FIG. 21 illustrates a process using the
[0097]
First, as shown in FIG. 21A, after forming scanning lines,
[0098]
At the time of this exposure, an actual pattern such as the
[0099]
Next, as shown in FIG. 21 (c), a
[0100]
Next, as shown in FIG. 21E, the lift-
[0101]
On the other hand, a process using the
[0102]
That is, as shown in FIG. 22A, first, a deposition step of the
[0103]
Next, as shown in FIG. 22C, a
[0104]
Then, as shown in FIG. 23, the
[0105]
FIG. 24 is a perspective view showing a part of a display device according to another embodiment of the present invention. In this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 23 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0106]
In the present embodiment, a
[0107]
FIG. 25 is a perspective view showing a part of a display device according to another embodiment of the present invention. In this figure, the same elements as those described above with reference to FIGS. 1 to 24 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
[0108]
In this embodiment, an LNA (Low Noise Amplifier) and a
[0109]
In addition, when the display signal line is supplied from the back surface by the TAB, the
[0110]
In addition, since the thickness of the conductor can be changed according to the design value, an antenna having less reflection and good total transmission characteristics can be formed in consideration of the input impedance and the output impedance of the
The embodiment of the invention has been described with reference to the examples. However, the present invention is not limited to the specific examples described above.
[0111]
For example, the display device of the present invention is not limited to a display device using a liquid crystal display. In addition, the display device may include an EL (Electro Luminescent) display, an LED (Light Emitting Diode) display, a plasma display, a cold cathode display, and the like. This includes all display devices that handle high display signals.
[0112]
Further, the structures, shapes, materials, dimensions, and the like of the components constituting these display devices, which are appropriately modified by those skilled in the art, are also included in the scope of the present invention as long as they have the features of the present invention.
[0113]
That is, the present invention is not limited to each specific example, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention, and all of them are included in the scope of the present invention.
[0114]
【The invention's effect】
As described above in detail, according to the present invention, by providing an antenna and a high-speed signal line on a glass substrate, it is possible to provide a compact display device incorporating an antenna with excellent characteristic impedance matching and low loss. Can be.
[0115]
In addition, by using the bezel as the ground of the high-speed signal line, a high-speed signal line having excellent shielding properties can be provided. By laying a high-resistance conductor between the high-speed signal line and the display signal line, unnecessary radiation noise due to crosstalk between the high-speed signal line and the display signal line can be reduced.
[0116]
As a result, a display device with a built-in high-performance antenna can be realized, and the industrial advantage is great.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an enlarged perspective perspective view of a part of a display device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view taken along line AA of FIG.
FIG. 3 is a sectional view taken along line BB of FIG. 1;
FIG. 4 is a perspective view seen from the opposite side to FIG. 1;
FIG. 5 is a schematic diagram illustrating an entire display unit of the display device according to the embodiment.
FIG. 6 is a graph showing reflection loss.
FIG. 7 is a graph showing a radiation pattern according to an angle in an xy plane.
FIG. 8 is a graph showing a relationship between a ratio of a frequency band to a design resonance frequency and W / (L1 + L3).
FIG. 9 is a graph showing a relationship between “deviation” of a maximum radiation frequency from a design value and W / (L1 + L3).
FIG. 10 is an enlarged perspective view of the antenna portion as viewed from the back side of the
FIG. 11 is a sectional view taken along line BB of FIG. 10;
FIG. 12 is a perspective plan view of the display device according to the embodiment of the present invention, with the bezel removed, as viewed from the image display side.
FIG. 13 is a schematic diagram illustrating a display device using TAB.
FIG. 14 is a schematic diagram illustrating an image display device according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a schematic diagram illustrating an image display device according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a graph showing the transmission characteristics of the high-
FIG. 17 is a graph illustrating a transmission characteristic when a conductor resistance value of a high-speed signal line is changed.
FIG. 18 is a schematic diagram illustrating a structure of a high-speed signal line provided with a shield conductor.
FIG. 19 is a perspective view showing a part of the display device according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a schematic diagram schematically showing a vapor deposition apparatus for forming
FIG. 21 is a process cross-sectional view illustrating a process for manufacturing the image display device of the present invention.
FIG. 22 is a process cross-sectional view illustrating a process for manufacturing the image display device of the present invention.
FIG. 23 is a process cross-sectional view illustrating a process for manufacturing the image display device of the present invention.
FIG. 24 is a perspective view showing a part of a display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 25 is a perspective view showing a part of a display device according to another embodiment of the present invention.
FIG. 26 is a schematic sectional view showing a liquid crystal display with a built-in antenna disclosed in
FIG. 27 is a schematic diagram showing a personal computer with a built-in antenna disclosed in
FIG. 28 is a schematic diagram illustrating a multiplex antenna for a computer disclosed in
FIG. 29 is a schematic diagram illustrating a device with a built-in antenna disclosed in
FIG. 30 is a schematic diagram illustrating an antenna device disclosed in
[Explanation of symbols]
1 First conductor
2 Second conductor
3 Third conductor
4 Fourth conductor
5 Ground
6, 7 glass substrate
8 signal lines
9 mesh ground
10 Connector
11 Bezel
12 Matching circuit and low noise amplifier
13 Display TFT signal line
14 Color filter
15 Common electrode
16 Black Matrix
17 sealing material
18, 19 Ground
20 Power line
21 scan lines
22 X driver drive signal line and Y driver drive signal line
23 X Driver
24 Y driver
25 Shielding conductor
26 evaporation source
27 Lift-off film
28 Negative resist
29 Non-light-transmitting film
30 Base metal and gold deposition
31 Gasket
32 Flattening resist
33 upper conductor,
Claims (5)
前記第1の基板に対して略平行に設けられた第2の基板であって、前記第1の基板と対向した対向部と、前記第1の基板と対向していない非対向部と、を有する第2の基板と、
前記第1の基板と前記第2の基板との間に設けられた画像表示部と、
前記第2の基板の前記非対向部において、前記第2の基板の第1の端辺に沿って前記第1の基板の側の表面に延設された(L1+L2)なる長さを有する直線状の第1の導体と、
前記第1の導体の一端に接続され、前記第2の基板の前記表面において、前記第1の端辺と直交する第2の端辺に沿って延設された直線状の第2の導体と、
前記第1の導体と接続され、前記第2の基板の前記表面において、前記第1の導体を前記一端とは反対側から(L1:L2)に分割する位置の近傍から前記第1の導体に対して垂直に延設された直線状の第3の導体と、
前記第2の導体と接続され、前記第2の導体から前記第2の端辺の側面を介して前記第2の基板の前記表面とは反対側の裏面に至るように設けられた第4の導体と、
前記第4の導体に接続され、前記第2の基板の前記裏面において前記第1の端辺からL3だけ離れ且つ前記第3の導体の少なくとも一部と対向して設けられた第1のグラウンド導体層と、
を備え、
前記第1乃至第3の導体の少なくともいずれかがアンテナとして作用し、(L1+L3)が前記アンテナから送信しまたは前記アンテナにより受信する電波の波長の略1/4に等しいことを特徴とする表示装置。A first substrate;
A second substrate provided substantially parallel to the first substrate, wherein a facing portion facing the first substrate and a non-facing portion not facing the first substrate are provided. A second substrate having;
An image display unit provided between the first substrate and the second substrate;
In the non-opposing portion of the second substrate, a linear shape having a length of (L1 + L2) extended to a surface on the side of the first substrate along a first edge of the second substrate. A first conductor of
A linear second conductor connected to one end of the first conductor and extending along a second end orthogonal to the first end on the surface of the second substrate; ,
The first conductor is connected to the first conductor from the vicinity of a position where the first conductor is divided into (L1: L2) from the side opposite to the one end on the surface of the second substrate. A third linear conductor extending perpendicularly to the third conductor;
A fourth conductor connected to the second conductor and provided from the second conductor to a back surface opposite to the front surface of the second substrate via the side surface of the second end side; Conductor and
A first ground conductor connected to the fourth conductor and provided on the back surface of the second substrate at a distance of L3 from the first edge and facing at least a part of the third conductor; Layers and
With
A display device, wherein at least one of the first to third conductors functions as an antenna, and (L1 + L3) is substantially equal to の of a wavelength of a radio wave transmitted from the antenna or received by the antenna. .
W≧(L1+L3)
なる範囲を満たすことを特徴とする請求項1記載の表示装置。The width W of the first ground conductor layer along the longitudinal direction of the first conductor is represented by the following equation: W ≧ (L1 + L3)
The display device according to claim 1, wherein the display device satisfies a certain range.
前記第1のグラウンド導体層は、前記画像表示部と重なる部分が前記配線と略同一のピッチのメッシュ状の導体により形成されてなることを特徴とする請求項1または2に記載の表示装置。At least one of the first substrate and the second substrate has a wiring in the image display unit,
3. The display device according to claim 1, wherein the first ground conductor layer has a portion overlapping the image display unit formed of a mesh-shaped conductor having substantially the same pitch as the wiring. 4.
前記第1の基板の前記第2の基板との対向面とは反対側の表面において前記信号線に対向して設けられた第2のグラウンド導体層と、
前記第2の基板の前記裏面において前記信号線に対向して設けられた第3のグラウンド導体層と、
前記第2のグラウンド導体層及び前記第3のグラウンド導体層に接続され前記第1の基板及び前記第2の基板の側面の一部を覆う導体ベゼルと、
をさらに備え、
前記信号線は、前記アンテナに整合した特性インピーダンスを有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の表示装置。A signal line connected to the third conductor and extending outside the image display unit on the surface of the second substrate;
A second ground conductor layer provided on the surface of the first substrate opposite to the surface facing the second substrate so as to face the signal line;
A third ground conductor layer provided on the back surface of the second substrate so as to face the signal line;
A conductor bezel connected to the second ground conductor layer and the third ground conductor layer and covering a part of side surfaces of the first substrate and the second substrate;
Further comprising
The display device according to claim 1, wherein the signal line has a characteristic impedance matched to the antenna.
Priority Applications (1)
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- 2002-12-04 JP JP2002352436A patent/JP2004187065A/en active Pending
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