JP2005114806A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】
低コストで生産性の高い表示装置を提供すること。
【解決手段】
本発明にかかる液晶表示装置10は、アレイ基板12を有する液晶表示パネル11と、アレイ基板12上の表示領域の周辺に配置され、液晶表示パネル11に信号を出力する複数のソースドライバIC16と、複数のソースドライバIC16に電源を供給する制御基板13と、制御基板13から出力された電源をソースドライバICに伝送する複数のFPC16とを備えている。隣接するソースドライバIC間に1つの電源用FPC15が設けられ、一つのソースドライバIC16から出力された電源が電源用FPC15を介して他のソースドライバIC16へ入力されるものである。
【選択図】 図1

Description

本発明は表示装置に関し、特に、表示信号を出力する表示駆動回路が表示パネルの基板上に複数配置された表示装置に関する。
パーソナルコンピュータ、その他各種モニタ用の画像表示装置として、液晶表示装置の普及は目覚しいものがある。液晶表示装置は、典型的には、液晶表示パネルと、その背面に配置されたバックライト・ユニットと、を有する。液晶表示パネルは、その透過光を制御することにより、画像表示を行う。液晶表示パネルは複数のTFT(Thin Film Transistor)がマトリクス状に設けられたTFTアレイ基板を備えるアクティブマトリクス型の液晶表示パネルがある。アクティブマトリクス型の液晶表示パネルでは、複数のゲート配線とゲート配線と直交する複数のソース配線が形成され、この両配線で囲まれた領域には画素電極が設けられている。そして、TFTをスイッチング素子として用いており、画素電極に選択的に駆動電圧を印加して、液晶の配向を変化させ所望の画像を表示している。従来は駆動電圧を供給するためのソースドライバICが設けられたTAB基板を用いて、TFTアレイ基板の配線と接続させていた(例えば、特許文献1、特許文献2、特許文献3)。このTAB基板の大きさは載置するソースドライバICの大きさや、配線の数及び太さ並びに配線間の間隔によって決定されることになる。
しかし、コスト低減の観点からCOG(Chip On Glass)タイプの液晶表示装置が知られている。COGタイプの液晶表示装置は、液晶表示パネルのガラス基板上に複数のソース・ドライバIC及び/もしくは複数のゲート・ドライバICが実装される。これにより、部材コストの削減に大きく寄与することができる。
図7は、従来の典型的な、COGタイプの液晶表示装置10の概略を示す構成図である。従来の液晶表示装置では液晶表示パネル11のガラス基板上の一辺に沿って複数のソースドライバIC16が設けられている。またソースドライバICが設けられている辺の隣の辺に沿って、複数のゲートドライバIC17が設けられている。そして制御基板13からの電源及び信号はFPC(Flexible Printed Circuit)21を介してドライバICに入力される。そして、ソースドライバIC16の信号配線19はカスケード接続されている。すなわち、ソースドライバIC16の信号は基板上に形成された信号配線19を介して最も上流(制御基板側)のソースドライバIC16に伝送される。隣接するソースドライバIC16間はガラス基板上の信号配線19で接続されており、このガラス基板上の信号配線を介して信号が後段のソースドライバIC16へと順次伝送されていく。ゲートドライバIC17の電源及び信号も同様に隣接するゲートドライバ17間を伝送する。
このようなCOGタイプの液晶表示装置では、ガラス基板上の配線は配線抵抗が高いため、ガラス基板上の配線長が長いと電圧降下が発生して表示品質に影響を与えるおそれがある。従って、ガラス基板上の配線長を短くすることが望ましく、特にソースドライバIC16の電源用の配線においては信号配線やゲートドライバIC17の電源配線よりも大きな電流が流れるため、この問題が顕著に表れる。
このため、FPC21をソースドライバIC16が設けられている辺全体でアレイ基板12と接続させる。FPC21には配線22がアレイ基板12の辺に沿って設けられており、さらにこの配線22から各ソースドライバIC16に入力するため配線23が分岐している。この分岐した配線23は各ソースドライバIC16に対応するように複数設けられており、ガラス基板上の配線24を介して各ソースドライバIC16と電気的に接続される。このようにFPC21を基板の一辺の略全体に設けることにより、ガラス基板上の配線長を短くすることができる。
しかしながら上述のような構成ではFPC21のサイズが液晶表示パネルの横幅と略同じ大きさとなり、部品のコストを下げることができないという問題点があった。さらに上述のようなサイズの大きいFPC21を実装するためには高度な実装精度が要求され、正確に基板に実装できないという問題点もあった。このように従来の表示装置ではFPC21のサイズが大きくなり、生産性を向上することが困難であるという問題があり、この問題は画面の大型化に伴い、さらに顕著となる。
特開平5−303109号公報 特開2000−227783号公報 特開2002−244151号公報(図8)
本発明は上述の問題点を鑑みてなされたものであって、部品コストが低減され、生産性の高い表示装置を提供することを目的とする。
本発明にかかる表示装置は、絶縁性基板(例えば、本実施例におけるアレイ基板12)を有する表示パネル(例えば、本実施例における液晶表示パネル11)と、前記絶縁性基板上の表示領域の周辺に配置され、前記表示パネルに信号を出力する複数の駆動回路(例えば、本実施例におけるソースドライバIC16)と、前記複数の駆動回路に電源又は信号を供給する制御部(例えば、本実施例における制御基板13)と、前記制御部から出力された電源又は信号を前記駆動回路に伝送する複数の配線部材(例えば、本実施例におけるFPC15)とを備え、前記複数の駆動回路のうちの一つの駆動回路から出力された前記電源又は信号が前記配線部材を介して他の駆動回路へ入力されるものである。これにより、表示装置の生産性を向上することができる。
本発明にかかる表示装置は、上述の表示装置において前記配線部材が前記絶縁性基板の基板端であって、隣接する前記駆動回路の間に配置されているものである。これにより、表示装置の生産性を向上することができる。
本発明にかかる表示装置は、上述の表示装置において前記複数の駆動回路の各々が前記複数の配線部材を介して直列に接続されているものである。これにより、配線部材の部品コストを低減することができる。
本発明にかかる表示装置は、上述の表示装置において前記複数の配線部材が同一の配線構成を備えていることが望ましい。これにより、配線部材の部品コストを低減することができ、生産性を向上することができる。
本発明にかかる表示装置の好適な実施例は前記複数の配線部材のそれぞれがFPCである。
本発明にかかる表示装置は、上述の表示装置において前記駆動回路が電源又は信号を入力するための入力端子と、他の駆動回路に前記入力端子によって入力された電源又は信号を出力する出力端子を備え、前記駆動回路において前記入力端子と前記出力端子とが電気的に接続されているものである。これにより、配線抵抗を低減することが出来る。
本発明によれば、表示装置の部品コストを低減することができ、生産性を向上することができる。
以下に、本発明を適用可能な実施の形態が説明される。以下の説明は、本発明の実施形態を説明するものであり、本発明が以下の実施形態に限定されるものではない。説明の明確化のため、以下の記載は、適宜、省略及び簡略化がなされている。又、当業者であれば、以下の実施形態の各要素を、本発明の範囲において容易に変更、追加、変換することが可能であろう。尚、各図において同一の符号を付されたものは同様の要素を示しており、適宜、説明が省略される。
実施例1.
図1は、本実施例における液晶表示装置の概略構成を示す平面図である。図1において、10は液晶表示装置、11は液晶表示パネル、12はアレイ基板、13は制御基板、14は制御基板用FPC、15は駆動電源用FPC、16はソースドライバIC、17はゲートドライバIC、18は電源配線、19は信号配線、20はゲートドライバIC用配線である。
液晶表示装置10は液晶表示パネル11とその背面側に設けられたバックライトとを備えている。液晶表示パネル11は、マトリックス状に配置された複数の画素から構成される表示領域と、その外周領域である額縁領域とを有している。又、液晶表示パネル11は、アレイ回路が形成されたアレイ基板12とその対向基板とを有し、その2つの基板の間に液晶が封入されている。アクティブマトリックス・タイプの液晶表示パネルは、各画素が表示信号の入出力を制御するスイッチング素子を備えている。典型的なスイッチング素子は、TFT(Thin Film Transistor)である。
カラー液晶表示装置は、対向基板上にRGBのカラー・フィルター層を有している。液晶表示パネル11の表示領域内の各画素は、RGBいずれかの色表示を行う。もちろん、白黒ディスプレイにおいては、白と黒のいずれかの表示を行う。そして、液晶表示パネル11はバックライトからの透過光を制御することにより、画像表示を行う。アレイ基板12上の表示領域内には、複数のソース線及び複数のゲート線がマトリックス状に配設されている。ソース線とゲート線とはお互いにほぼ直角に重なるように配設され、交差点近傍にTFTが配置される。ゲートドライバIC17から入力されるゲート電圧によって選択された各画素は、ソースドライバIC16から入力される表示信号電圧に基づき液晶に電界を印加する。
ソースドライバIC16及びゲートドライバIC17は液晶表示パネル11の表示領域外に複数設けられている。複数のソースドライバIC16はアレイ基板12の一辺に沿って設けられている。例えば、15インチのXGAの液晶表示装置では8個程度のソースドライバIC16がアレイ基板上に配設される。ゲートドライバIC17はソースドライバIC16が設けられている辺と直交する辺に沿って設けられている。本実施例のゲートドライバIC17とソースドライバIC16は、それぞれのICチップが絶縁性基板上にACF(Anisotropic Conductive Film)を介して設置されている。あるいは絶縁基板上に直接に形成してもよい。典型的には、図1に示すように、ソース線用の複数のソースドライバIC16が、TFTアレイ基板のX軸方向に配置され、ゲート電圧を制御するゲート線用の複数のゲートドライバIC17が、Y軸方向に配置される。
ソースドライバIC16から入力される電圧が、TFTのソース/ドレインを介して画素電極に送られ、画素電極と共通電極とが液晶に電界を印加する。この電圧を変えることにより液晶への印加電圧を変化させることができ、液晶の光の透過率を制御する。共通電極に共通電位を与える回路は、制御回路基板上に構成される。液晶表示パネルは、上記のアクティブマトリックス型の他に、スイッチング素子を有していない単純マトリックス型などが知られている。本発明は様々なタイプの液晶表示パネル、あるいは、ドライバ回路部によってその表示が制御される様々なタイプの表示装置、例えば有機あるいは無機EL(Electro Luminescence)表示装置などに適用することができる。
ソースドライバIC16が設けられている辺とゲートドライバIC17が設けられている辺との交点の近傍には制御基板13が設けられている。制御基板13は各ICに伝送する信号等の制御及び電源の供給を行う。制御基板13には信号のタイミングを制御するタイミング・コントローラ(図示せず)が設けられている。このタイミング・コントローラには、外部のパーソナルコンピュータなどから、ビデオ・インターフェースを介して、RGBの画像信号及び、同期信号が入力される。同期信号は、1画素分の画像信号の入力サイクルであるドット・クロック信号、水平同期信号、垂直同期信号などを含む。タイミング・コントローラは、ビデオ・インターフェースを介して受信した信号を処理し、各ドライバICへ供給すべき各種信号を、必要なタイミングで出力する。
制御基板13とアレイ基板12上の各配線との接続には制御基板用FPC14が用いられる。制御基板用FPC14はACFを介してアレイ基板12に実装される。例えば、制御基板用FPC14はゲートドライバIC用配線20を介して制御基板13からの電源及び信号を複数のゲートドライバIC17のうち最も上流側(制御基板側)のゲートドライバIC17へ供給する。隣接するゲートドライバIC17はガラス基板上のゲートドライバIC用配線20により電気的に接続されており、電源及び信号は後段のゲートドライバIC17に順次伝送されていく。ゲートドライバIC17へは、典型的には、スタート・パルス信号、クロック信号、及びイネーブル信号が、タイミング・コントローラから入力される。ゲートドライバIC17はカスケード接続されており、スタート・パルス信号が、クロック信号に従ってゲートドライバIC17を順次伝送される。スタート・パルス信号がON信号を出力するゲート線を選択し、イネーブル信号がゲート信号の出力制御を行うことによって、各ゲート線において順次ON信号が出力される。なお、図においてゲートドライバIC用配線20は1本しか図示していないが、実際は多数本設けられている。
ソースドライバIC16の信号配線19も同様にカスケード接続されている。すなわち、制御基板13の端子と制御基板用FPC14を介してガラス基板上の信号配線19が電気的に接続され、最も上流側のソースドライバIC16に入力される。隣接するソースドライバIC16はガラス基板上の信号配線19により接続されており、信号が後段のソースドライバIC16に順次伝送される。このようにタイミング・コントローラからの制御信号及び表示信号は各ソースドライバICに順次伝送される。そして、ソースドライバIC16は制御信号に従ったタイミングで、表示信号の入出力を行う。なお、図において信号配線19も1本しか図示していないが、実際は多数本設けられている。
次にソースドライバIC16を駆動するための電源系統の構成について説明する。なお、電源系統には例えば、ソースドライバIC16を駆動するためのアナログ電源、階調電圧及びデジタル電源並びにGNDが含まれる。これらの電源系統は複数の電源用FPC15を介してカスケード接続されている。電源用FPCは基板端に実装され、FPCの配線と基板上の配線とはACFを介して電気的に接続されている。まず、制御基板13からの電源は制御基板用FPC14を介して複数のソースドライバIC16のうちの最も上流側(制御基板側)のソースドライバIC16に入力される。ソースドライバIC16に電源の出力端子が形成されており、他のソースドライバIC16に電源を出力する。隣接するソースドライバIC間の基板端には電源用FPC15が設けられており、この電源用FPC15を介して隣のソースドライバIC16に入力される。このようにして電源が上流側のソースドライバIC16から電源用FPC15を介して後段のソースドライバIC16に順次入力されていく。この構成を繰り返すことにより、ソースドライバIC16の電源もカスケード接続され、最後段のソースドライバIC16まで電源が供給される。このように電源用FPC15を介してカスケード接続することにより、FPCのサイズを小さくすることができ、さらに全体として必要なFPCを減らすことができる。これにより部品コストを低減することができ、生産性が向上する。
ガラス基板上のゲートドライバIC用配線20、電源配線18及び信号配線19は通常ゲート線やソース線と同じ層で形成されるため、スパッタや蒸着によって形成されたAlやCrなどの金属配線が用いられる。これらの金属配線は通常FPCにおける配線よりも配線抵抗が大きく、配線長が長くなると電圧降下が発生するおそれがある。さらに電源配線18には信号配線19に比べて大きい電流が流れるため、電圧降下による表示品質への影響が大きい。本実施例ではガラス基板上の電源配線18の長さを短くする構成として電圧降下を防いでいる。この構成について図2を用いて説明する。
図2は本実施例にかかる液晶表示装置の平面図であり、図1のソースドライバIC16の部分を拡大した図である。基板端には端辺に沿って、複数のソースドライバIC16が設けられている。このソースドライバIC16の間の信号はガラス基板上の信号配線19によってカスケード接続されている。さらに隣接するソースドライバIC16間の基板端側には電源用FPC15が設けられている。なお、図2において複数設けられている構成要素のうちの1つを特定するためそれぞれの符号にアルファベットを付している。例えば、図2において上流側のソースドライバIC16はソースドライバIC16aとし、隣接するソースドライバICをソースドライバIC16bとしている。同様に上流側の電源用FPC15を電源用FPC15aとし、その隣の電源用FPC15を電源用FPC15bとする。さらに電源用FPC15bの下流側に隣接する電源用FPC15を電源用FPC15cとする。
ソースドライバIC16のガラス基板端側には電源用入力端子30及び電源用出力端子31が設けられている。例えば、ソースドライバIC16の上流側の角部には電源用入力端子30が設けられている。一方、下流側の角部には電源用出力端子31が設けられている。この電源用入力端子30及び電源用出力端子31は矩形状のソースドライバIC16のチップ内部において電気的に接続されており、同電位になっている。これらの入出力端子はそれぞれ電源配線18を介して電源用FPC15における配線と電気的に接続される。電源用FPC15における配線はコの字に設けられており、ソースドライバIC16aの電源用出力端子31aとその隣のソースドライバIC16bの電源用入力端子30bとを電気的に接続する。ソースドライバIC16aとソースドライバIC16bの間の距離よりも長い電源用FPC15bがソースドライバIC間に設けられているため、X方向においてソースドライバIC16の側部を越えて基板に実装されることになる。そして、X方向においてソースドライバIC16と電源用FPC15がオーバーラップする部分にはY方向に電源配線18が設けられている。
上流側の電源用FPC15aからソースドライバIC16aの電源用入力端子30aに電源が入力される。この電源により、ソースドライバIC16aが駆動する。そして、この電源はソースドライバIC16a内において電源用入力端子30aと電気的に接続されている電源用出力端子31aから電源用FPC15bを介してソースドライバIC16bの電源用入力端子30bに入力される。この構成を繰り返し、後段のソースドライバICに順次電源を入力する。従って、各ソースドライバICの電源系統は電源用FPC15を介して直列に接続されることになる。
ソースドライバIC16から基板端までの距離は、隣接するソースドライバIC間の距離に比べて十分短いので、このように電源用FPC15を隣接するソースドライバIC間に配置することにより、ガラス基板上の電源配線18を短くすることができる。電源用FPC15の長さをソースドライバIC間の距離より長くすることにより、基板端辺と略垂直にガラス基板上の配線を設けることができ、さらに配線長を短くすることができる。従って、配線抵抗の増加による電圧降下を小さく抑えることができ、表示品質の劣化を防ぐことができる。
また、複数のソースドライバIC16の配線構成を同一の構成とし、その間隔を均一にすれば、複数の電源用FPC15を同一の構成のFPCとすることが可能である。これにより、FPCの部品コストを低減できるとともに、部品の種類を増やすことが無いので生産性を向上することができる。
なお、上述の実施例では各ソースドライバIC間の全てに個別の電源用FPC15を設けて、1つのソースドライバIC16から隣のソースドライバIC16のみに電源を入力していたが、1つのソースドライバIC16から2つのソースドライバIC16に電源を入力しても良い。1つのソースドライバIC16から2つのソースドライバIC16に電源を入力する場合、図3に示すように1つの電源用FPC15は1つのソースドライバIC及びその両隣のソースドライバIC間の距離に渡って設けられることになる。すなわち、電源用FPC15aを介してソースドライバIC16aに入力された電源は、電源用出力端子31aからソースドライバIC16b、16cに出力される。電源用FPC15bはソースドライバIC16aの端部からソースドライバIC16cの端部にまで設けられている。そして、電源用FPC15bを介して2つのソースドライバIC16b、16cに電源が入力される。このようにして1つのソースドライバIC16から2つのソースドライバIC16へ電源を入力する。もちろん、1つのソースドライバIC16から3つ以上のソースドライバIC16に電源を入力しても良い。
また、X方向において電源用FPC15はソースドライバIC16とオーバーラップさせないようにしてもよい。例えば、図4に示すようにソースドライバIC16間のギャップよりも幅の狭い電源用FPC15bをソースドライバIC16aとソースドライバIC16bの間の基板端に配置しても良い。この場合、電源配線18を斜めに設けることにより、配線長を短くすることができる。さらには、例えば、図5に示す構成のように図4に示す電源用FPC15bをY方向においてソースドライバIC間まで延設することも可能である。この場合、電源配線18をX方向に沿って直線状に設けることも可能である。あるいは、電源用FPC15bの一部をY方向においてソースドライバIC16aとソースドライバIC16bの間に延設することも可能である。これにより、例えば、図6に示す構成となる。なお、上述の実施例では電源配線18のみについて説明したが、本発明は信号系統の配線に対しても利用することができる。すなわち、FPCを介してソースドライバIC16の信号配線19を直列に接続することも可能である。
本実施例では複数の短いFPC15を基板に実装させているため、1つの長いFPCを実装させる場合と比べて、実装精度を緩和することができ、生産性を向上することができる。すなわち、長いFPCを用いた場合、全てのソースドライバICとFPCの配線を正しく接続させるため、より高い実装精度が要求されるが、本実施例のように短いFPCを用いることにより実装精度が緩和される。さらにソースドライバIC16の幅の分だけFPC15を減らすことができ、部品コストを低減することができる。さらに、複数の電源用FPCで同一の配線構成のものを用いることができるので、部品の種類を増やすことがない。よって、生産性を向上することができる。
本発明にかかる液晶表示装置の構成を示す平面図である。 本発明にかかる液晶表示装置のソースドライバIC部分の拡大図である。 本発明の別の実施例にかかる液晶表示装置のソースドライバIC部分の拡大図である。 本発明の別の実施例にかかる液晶表示装置のソースドライバIC部分の拡大図である。 本発明の別の実施例にかかる液晶表示装置のソースドライバIC部分の拡大図である。 本発明の別の実施例にかかる液晶表示装置のソースドライバIC部分の拡大図である。 従来の液晶表示装置の構成を示す平面図である。
符号の説明
10 液晶表示装置、11 液晶表示パネル、12 アレイ基板、
13 制御基板、14 制御基板用FPC、15 電源用FPC、
16 ソースドライバIC、17 ゲートドライバIC、18 電源配線、
19 信号配線、20 ゲートドライバIC用配線、21 FPC、
22,23,24 配線、30 電源用入力端子、31 電源用出力端子

Claims (6)

  1. 絶縁性基板を有する表示パネルと、
    前記絶縁性基板上の表示領域の周辺に配置され、前記表示パネルに信号を出力する複数の駆動回路と、
    前記複数の駆動回路に電源又は信号を供給する制御部と、
    前記制御部から出力された電源又は信号を前記駆動回路に伝送する複数の配線部材とを備え、
    前記複数の駆動回路のうちの一つの駆動回路から出力された前記電源又は信号が前記配線部材を介して他の駆動回路へ入力される表示装置。
  2. 前記配線部材が前記絶縁性基板の基板端であって、隣接する前記駆動回路の間に配置されている請求項1記載の表示装置。
  3. 前記複数の駆動回路の各々が前記複数の配線部材を介して直列に接続されている請求項1又は2記載の表示装置
  4. 前記複数の配線部材が同一の配線構成を備えている請求項1乃至3いずれかに記載の表示装置。
  5. 前記複数の配線部材のそれぞれがFPCである請求項1乃至4いずれかに記載の表示装置。
  6. 前記駆動回路が電源又は信号を入力するための入力端子と、
    他の駆動回路に前記入力端子によって入力された電源又は信号を出力する出力端子を備え、
    前記駆動回路において前記入力端子と前記出力端子とが電気的に接続されている請求項1乃至5いずれかに記載の表示装置。
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