JP2008250223A

JP2008250223A - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP2008250223A
Application number: JP2007094746A
Authority: JP
Inventors: Shingo Yamauchi; 慎吾山内
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2007-03-30
Publication date: 2008-10-16

Abstract

【課題】液晶表示装置を構成する基板に外付けされる部品や入出力端子を少なくすることができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】複数の画素をマトリクス状に配列したＴＦＴ基板と、画素に対向してコモン電極を配置したＣＦ基板との間に液晶を封入して構成される表示部を備えた液晶表示装置において、ＴＦＴ基板上に形成され、複数の画素を駆動するための液晶ドライバ１００にコモン電極を駆動するコモン信号を生成するためのコモン信号回路部１１０−１が設けられ、コモン信号の直流成分信号ＶＣＯＭＤＣと交流成分信号ＶＣＯＭＡＣを合成してコモン信号ＶＣＯＭを生成する接続点ＮｃがＴＦＴ基板上に設けられて、信号回路部１１０−１のＶＣＯＭＤＣ出力端と接続点Ｎｃとの間に設けられる抵抗Ｒ１をＴＦＴ基板上に形成される配線を用いて形成する。
【選択図】図１

Description

本発明は、液晶表示装置に関するものであり、特に、液晶表示パネルの共通電極（コモン電極）に所定の駆動信号（コモン信号）を供給する液晶表示装置に関する。

近年、薄型、軽量で省スペース化が可能かつ低消費電力駆動が可能な表示装置として液晶表示装置が用いられている。特に、液晶材を閉じ込めるための２枚のガラス基板のうち、一方のガラス基板に複数の能動素子（薄膜トランジスタ／Thin Film Transistor: TFT）をマトリクス状に搭載し、他方のガラス基板に、カラー表示を行うためのカラーフィルタ（Color Filter ：ＣＦ）を搭載したものはアクティブマトリクス型と呼ばれ、現在広範に用いられている。

能動素子を搭載したガラス基板はＴＦＴ基板と呼ばれ、カラーフィルタを搭載したガラス基板はＣＦ基板と呼ばれる。ＴＦＴ基板には各ＴＦＴに対応して複数の画素電極が設けられるとともに、ＣＦ基板上には共通（コモン）電極が設けられ、各画素電極と共通電極との間に液晶が充填されている。画素電極に表示データに対応した信号電圧を印加するとともに、共通電極にコモン電極駆動信号としての電圧を印加することにより液晶の状態を変化させて、バックライトからの照射光を透過あるいは遮断するようにしている。

図６は従来のコモン信号生成回路１１０周辺の配線構造を示し、図７は該コモン信号生成回路１１０の構成の一例を示している。コモン信号生成回路１１０は、所定の信号周期を有する基準信号（例えばパルス信号）を入力とし、所定の信号周期及び電圧振幅を有するパルス信号Ｖacを出力するオペアンプＯＰ１１と、オペアンプＯＰ１１の出力端と接続点Ｎｃとの間に接続されたコンデンサＣ１と、所定の直流電圧Ｖdcを出力するオペアンプＯＰ１２と、オペアンプＯＰ１２の出力端と接続点Ｎｃとの間に接続された抵抗Ｒ１とを有し、接続点Ｎｃにおいてパルス信号Ｖacに直流電圧Ｖdcが重ね合わされて、コモン信号ＶＣＯＭが生成される。オペアンプＯＰ１１，１２はコモン信号回路部１１０−１として液晶ドライバ１００内部に配置されている。

ここで、図６、図７からわかるように、従来の液晶表示装置では、接続点ＮｃがＴＦＴ基板外部に設けられ、液晶ドライバ１００がコモン電極を駆動するために、ＴＦＴ基板外部へ直流成分のコモン駆動信号と交流成分のコモン駆動信号との２系統分を信号出力するとともに、ＴＦＴ基板外部に配置されたコンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を介した直流／交流成分のコモン駆動信号を接続点Ｎｃにて合成し、得られたコモン信号ＶＣＯＭを１系統分基板内部へ再入力するように構成されていた。このような構成の一例は、例えば特開２００２−３５８０５０に開示されている。
特開２００２−３５８０５０

上記のような従来の液晶表示装置の構成では、ＴＦＴ基板に外付けする部品が２個必要になるとともに、コモン信号を発生させるのに係わる３つの端子が必要であるが、近年のモジュール価格低下の影響による製品コスト削減の観点から、外付けされる部品や入出力端子を少なくすることが従来から望まれていた。

本発明はこのような課題に着目してなされたものであり、その目的とするところは、液晶表示装置を構成する基板に外付けされる部品や入出力端子を少なくすることができる液晶表示装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置は、複数の画素をマトリクス状に配列した第１の基板と、前記画素に対向してコモン電極を配置した第２の基板との間に液晶を封入して構成される表示部を備えた液晶表示装置において、前記第１の基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するドライバと、前記ドライバに内蔵された、前記コモン電極を駆動するコモン信号を生成するための直流成分信号と交流成分信号とを出力するコモン信号回路部と、を備え、抵抗素子を介した前記直流成分信号と、容量素子を介した前記交流成分信号とを接続して前記コモン信号を生成する接続点が前記第１の基板上に設けられ、前記抵抗素子が前記第１の基板上に設けられている。

また、請求項２に記載の発明に係る液晶表示装置は、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置において、前記抵抗素子は、前記第１の基板上に形成される配線を複数屈曲させて形成される。

また、請求項３に記載の発明に係る液晶表示装置は、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置において、前記複数の画素は透明導電膜よりなる画素電極を有して構成され、前記抵抗素子は、前記画素電極を構成する前記透明導電膜を用いて形成されている。

また、請求項４に記載の発明に係る液晶表示装置は、請求項１に記載の発明に係る液晶表示装置において、前記複数の画素は半導体層を有して構成される薄膜トランジスタを有し、前記抵抗素子は、前記薄膜トランジスタを構成する前記半導体層を用いて形成されている。

また、請求項５に記載の発明に係る液晶表示装置は、複数の画素をマトリクス状に配列した第１の基板と、前記画素に対向してコモン電極を配置した第２の基板との間に液晶を封入して構成される表示部を備えた液晶表示装置において、前記第１の基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するドライバと、前記ドライバに内蔵され、前記コモン電極を駆動するコモン信号の直流成分信号と交流成分信号とを出力するコモン信号回路部と、を備え、抵抗素子を介した前記直流成分信号と、容量素子を介した前記交流成分信号とを接続して前記コモン信号を生成する接続点が前記第１の基板上に設けられ、前記抵抗素子が前記ドライバ内に形成されている。

本発明によれば、液晶表示装置を構成する基板上に設けられるドライバに表示部のコモン電極を駆動するコモン信号を生成するための直流成分信号と交流成分信号を出力するコモン信号回路部が内蔵され、抵抗素子を介した直流成分信号と容量素子を介した交流成分信号とを合成してコモン信号を生成する接続点が第１の基板上に設けられて、抵抗素子が基板上に設けられることにより、基板に外付けされる部品及び入出力端子を少なくすることができ、これによって液晶表示装置を製造する上でのトータルコストを減らすことができる。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の概念図である。図１に示すように、ＴＦＴ基板上に複数の画素を駆動するための液晶ドライバ１００が設けられ、該液晶ドライバ１００内に前述の図６で示したのと同様の、コモン電極を駆動するためのコモン信号ＶＣＯＭの交流成分信号となる所定の周期及び電圧振幅を有するパルス信号ＶＣＯＭＡＣを出力するオペアンプＯＰ１１と、コモン信号ＶＣＯＭの直流成分信号となる所定の直流電圧ＶＣＯＭＤＣを出力するオペアンプＯＰ１２とを有するコモン信号回路部１１０−１が設けられている。

従来においては、抵抗Ｒ１を介した直流電圧ＶＣＯＭＤＣを出力する信号回路部１１０−１の出力端（オペアンプＯＰ１２の出力端）と、コンデンサＣ１を介したパルス信号ＶＣＯＭＡＣを出力する信号回路部１１０−１の出力端（オペアンプＯＰ１１の出力端）との接続点であって、共通電極に印加されるコモン信号が生成される接続点ＮｃがＴＦＴ基板の外部にあり、接続点Ｎｃと信号回路部１１０−１の出力端との間に接続される抵抗Ｒ１とコンデンサＣ１がＴＦＴ基板の外部に設けられていたが、本実施形態においては、この接続点ＮｃがＴＦＴ基板上に設けられている。そして、信号回路部１１０−１のＶＣＯＭＤＣ出力端と接続点Ｎｃとの間に設けられる抵抗Ｒ１をＴＦＴ基板上に形成することを特徴とするものであり、これによって、ＴＦＴ基板に対してコンデンサＣ１だけが外付けされる形となり、コモン信号の発生に係わるＴＦＴ基板に設けられる端子が２つだけとなり、端子数を削減することができる。

この抵抗Ｒ１は、液晶ドライバ１００に接続して設けられる配線領域に形成するものであり、ＴＦＴ基板上の種々の領域に形成される例えばアルミ又はアルミ合金からなる配線材料を利用して形成される。液晶ドライバ１００とＴＦＴ基板上に設けられる接続点Ｎｃとの間に、これらの配線材料等を用いて高抵抗部分としての抵抗Ｒ１を作成する。そして、液晶ドライバ１００から出力される直流成分を作成する抵抗Ｒ１を通した直流成分のコモン駆動信号と、一旦、ＴＦＴ基板の外部に出力された後、容量素子としての外付けのコンデンサＣ１を介してＴＦＴ基板の内部に再度入力された交流成分のコモン駆動信号とをＴＦＴ基板上に設けられた接続点Ｎｃで接続し、これをＴＦＴ基板上に設けられた配線を介してコモン電極を駆動するコモン信号ＶＣＯＭとしてコモン電極に供給する。

図２（ａ）〜（ｄ）は、抵抗Ｒ１の具体的な作成方法のいくつかの例を示している。図２（ａ）は配線を屈曲させて長さをかせぐことにより高抵抗値の直列抵抗Ｒ１−１を形成する例である。ＴＦＴ基板の他の領域にも形成される配線をそのまま用いる形態としたが、これに限るものではない。また、配線材料として図２（ｂ）は抵抗部分の配線材Ｒ１−２をＩＴＯ膜（Indium Tin Oxide）などの高抵抗金属材料を用いて作成する例である。ここで、ＩＴＯ膜はＴＦＴ基板２００に形成される複数の画素における画素電極を形成するための部材として用いられる透明導電膜であるため、ＩＴＯ膜による画素電極の形成と同時に抵抗Ｒ１の配線材Ｒ１−２をＩＴＯ膜により形成するようにすることで、工程を増やすことなく抵抗Ｒ１を形成することができる。また、ＩＴＯ膜のシート抵抗は４０〜５０Ω／□であり、これに対してＴＦＴ基板２００上の配線に通常用いられるＡｌ−Ｎｂ−Ｔｉ合金のシート抵抗は１Ω／□程度であり、Ｃｒは１．５Ω／□程度であるため、図２（ａ）の構成に対して小さい面積で同程度の抵抗値を得ることができる。図２（ｃ）は金属を用いる代わりに配線間にソース／ドレインのｎ＋半導体を挟み込んで高抵抗部Ｒ１−３を形成する例であり、当該半導体層への不純物の注入量を調整したり、半導体層の幅と長さの比を調整したりすることで、所望の抵抗値を得ることができる。この場合、この半導体層を、ＴＦＴ基板２００に形成される複数の画素における薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層の形成と同時に形成するようにすることができる。更に、図２（ｄ）は上記した図２（ａ）〜図２（ｃ）の例を組み合わせて得られる抵抗素子Ｒ１−４である。

上記した第１実施形態によれば、ガラス基板の入力端子数や外部抵抗部品を削減することができ、これによって、液晶表示装置を製造する上でのトータルコストを減らすことができる。

また、従来から使用されているガラス基板の構成材料（Ｃｒ／Ａｌ／ＩＴＯなどの金属やａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）などの半導体）を用いて高抵抗部を作成するため、ＴＦＴ基板上への薄膜堆積工程の順序などを考慮するだけでよく、高抵抗部を作成するための新たな材料を開発する手間とコストを削減することができる。

図３は、ＴＦＴ基板２００の全体構成の一例を示す図である。図４は、ドライバ周辺構成の拡大図である。ＴＦＴ基板２００の中央部には、画素電極、ＴＦＴ，蓄積コンデンサ等で構成される複数の画素がマトリックス状に配列された表示部２０２が配置されている。ＴＦＴ基板２００の端部には液晶ドライバ１００としてのゲートドライバ１００−１とソースドライバ１００−２とが並置されている。さらに、表示部２０２とゲートドライバ１００−１、ソースドライバ１００−２とは電気信号を供給するために多数の配線２０１、２０３により接続されている。また、ゲートドライバ１００−１及びソースドライバ１００−２は外部接続端子間の配線２０４を介してＦＰＣ（Flexible Printed Circuit）２０５に接続されている。本実施形態では、この配線２０４の一部をコモン信号ＶＣＯＭ発生用の抵抗Ｒ１として利用する。

［第２の実施形態］
図５は、本発明の第２実施形態の構成を示している。基本的な配線構成は第１実施形態と同様であるが、第２実施形態では、ＴＦＴ基板上に形成され、複数の画素を駆動するためのドライバ内部に、コモン電極を駆動するコモン信号を生成するための抵抗素子を予め作成しておくことを特徴とする。すなわち、高抵抗部としての抵抗Ｒ１をあらかじめ液晶ドライバ１００内部に作成し、直流成分のコモン駆動信号を、該抵抗Ｒ１を介して液晶ドライバ１００から出力する。接続点ＮｃはＴＦＴ基板上に設けられ、抵抗Ｒ１を介して液晶ドライバ１００から直流成分のコモン駆動信号と、される出力信号と、外付けのコンデンサＣ１を介してＴＦＴ基板の内部に再度入力された交流成分のコモン駆動信号とを、ＴＦＴ基板上に設けられた接続点Ｎｃで接続する。ここで、液晶ドライバ１００内部に作成される抵抗Ｒ１は、例えばドライバ内部の配線材料を用いて形成するものであってもよいし、不純物を注入した半導体層を用いるものであってもよい。

第２実施形態によれば、抵抗Ｒ１を別部品である液晶ドライバ１００内に配置したことにより、単結晶による液晶ドライバ１００を使用した場合、第１実施形態のようにＴＦＴ基板上で抵抗Ｒ１を作成する場合と比較して、高精度の抵抗Ｒ１を作成することができる。また、第２実施形態の方法は、狭額縁タイプや中小タイプの基板のように、ＴＦＴ基板上に構成材料により抵抗Ｒ１を作成することがスペースの関係で困難である場合に非常に有効な方法となる。なお、上記において、液晶ドライバ１００はＴＦＴ基板とは別部品であって、ＴＦＴ基板上に搭載される形態としたが、これに限らず、例えばポリシリコントランジスタ等を用いてＴＦＴ基板上に一体的に形成されたドライバに適用してもよい。この場合、抵抗Ｒ１の作成方法としては、第１実施形態の場合と同様の構成を用いることができる。

図１は、本発明の第１の実施形態の概念図である。図２（ａ）〜（ｄ）は、抵抗Ｒ１の具体的な作成方法のいくつかの例を示す図である。図３は、ＴＦＴ基板２００の全体構成の一例を示す図である。図４は、図３においてドライバ周辺構成の拡大図である。図５は、本発明の第２実施形態の構成を示す図である。図６はコモン信号生成回路１１０周辺の配線構造を示す図である。図７はコモン信号生成回路１１０の構成の一例を示す図である。

符号の説明

１００液晶ドライバ
１００−１ゲートドライバ
１００−２ソースドライバ
１１０−１コモン回路部
１１０コモン信号生成回路
Ｒ１抵抗
Ｃ１コンデンサ
２００ＴＦＴ基板
２０１配線
２０２表示部
２０３配線
２０４配線
２０５ＦＰＣ

Claims

複数の画素をマトリクス状に配列した第１の基板と、前記画素に対向してコモン電極を配置した第２の基板との間に液晶を封入して構成される表示部を備えた液晶表示装置において、
前記第１の基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するドライバと、
前記ドライバに内蔵された、前記コモン電極を駆動するコモン信号を生成するための直流成分信号と交流成分信号とを出力するコモン信号回路部と、
を備え、
抵抗素子を介した前記直流成分信号と、容量素子を介した前記交流成分信号とを接続して前記コモン信号を生成する接続点が前記第１の基板上に設けられ、
前記抵抗素子が前記第１の基板上に設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
前記抵抗素子は、前記第１の基板上に形成される配線を複数屈曲させて形成されることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記複数の画素は透明導電膜よりなる画素電極を有して構成され、前記抵抗素子は、前記画素電極を構成する前記透明導電膜を用いて形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
前記複数の画素は半導体層を有して構成される薄膜トランジスタを有し、前記抵抗素子は、前記薄膜トランジスタを構成する前記半導体層を用いて形成されていることを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
複数の画素をマトリクス状に配列した第１の基板と、前記画素に対向してコモン電極を配置した第２の基板との間に液晶を封入して構成される表示部を備えた液晶表示装置において、
前記第１の基板上に設けられ、前記複数の画素を駆動するドライバと、
前記ドライバに内蔵され、前記コモン電極を駆動するコモン信号の直流成分信号と交流成分信号とを出力するコモン信号回路部と、
を備え、
抵抗素子を介した前記直流成分信号と、容量素子を介した前記交流成分信号とを接続して前記コモン信号を生成する接続点が前記第１の基板上に設けられ、
前記抵抗素子が前記ドライバ内に形成されていることを特徴とする液晶表示装置。