JP2009168877A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】液晶表示装置等の電気光学装置において、駆動時の発熱を分散させることで、信頼性を向上させる。
【解決手段】電気光学装置は、電気光学パネル(100)と、電気光学パネルを駆動するための第1の集積回路(210a)が形成された第1のフレキシブル基板(200a)と、第1のフレキシブル基板に対向するように設けられると共に、電気光学パネルを駆動するための第2の集積回路(210b)が形成された第2のフレキシブル基板(200b)とを備える。そして、第1及び第2の集積回路は、第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て重ならないように、互いにずれて配置される。
【選択図】図5
【解決手段】電気光学装置は、電気光学パネル(100)と、電気光学パネルを駆動するための第1の集積回路(210a)が形成された第1のフレキシブル基板(200a)と、第1のフレキシブル基板に対向するように設けられると共に、電気光学パネルを駆動するための第2の集積回路(210b)が形成された第2のフレキシブル基板(200b)とを備える。そして、第1及び第2の集積回路は、第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て重ならないように、互いにずれて配置される。
【選択図】図5
Description
本発明は、例えば液晶表示装置等の電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた、例えば液晶プロジェクタ等の電子機器の技術分野に関する。
この種の電気光学装置として例えば、画素領域における表示動作などの電気光学動作を行う電気光学パネルと、これを駆動するための駆動回路の少なくとも一部を担う駆動用集積回路が実装されたフレキシブル基板とから構成される電気光学装置がある。このように構成された電気光学装置では、制御回路の一部を電気光学パネルから切り離すことで、電気光学パネルの小型化や、電気光学パネルのサイズに対する画素領域の拡大等を可能としている。
例えば特許文献1では、電気光学パネルにおける外部入力端子群に、ドライバICが実装された第1フレキシブル基板及び第2フレキシブル基板を電気的に接続することで、装置の駆動を行うという技術が開示されている。
しかしながら、集積回路によって電気光学パネルを駆動する際には、駆動時の集積回路の発熱によって、装置に故障或いは誤動作が発生してしまうおそれがある。特に、上述した技術のように、複数の集積回路を備えるように構成された場合には、発熱が集中することによって、故障や誤動作の発生率が高まる。即ち、装置の信頼性が低下してしまうという技術的問題点がある。
本発明は、例えば上述した問題点に鑑みなされたものであり、駆動時の発熱の影響を低減し、信頼性を向上させることが可能な電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器を提供することを課題とする。
本発明の電気光学装置は上記課題を解決するために、電気光学パネルと、前記電気光学パネルを駆動するための第1の集積回路が形成された第1のフレキシブル基板と、前記第1のフレキシブル基板に対向するように設けられると共に、前記電気光学パネルを駆動するための第2の集積回路が形成された第2のフレキシブル基板とを備え、前記第1及び第2の集積回路は、前記第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て重ならないように、互いにずれて配置される。
本発明の電気光学装置によれば、その動作時に、例えば液晶パネル等の電気光学パネルが、第1及び第2の集積回路等によって駆動されることにより、例えば電気光学パネル上の画素領域(或いは画像表示領域)において画像が表示される。電気光学パネルには、第1及び第2のフレキシブル基板が電気的に接続されており、画像信号や各種制御信号等の信号が、第1及び第2のフレキシブル基板を介して、電気光学パネルに供給される。尚、第1及び第2のフレキシブル基板は、典型的には、電気光学パネルの一の辺に配列された端子に接続される。即ち、第1及び第2のフレキシブル基板は、互いの面が重なり合うように配置される。
第1及び第2のフレキシブル基板の各々には、電気光学パネルを駆動するための第1及び第2の集積回路が形成されている。即ち、第1フレキシブル基板には、第1の集積回路が形成されており、第2のフレキシブル基板には、第2の集積回路が形成されている。第1及び第2の集積回路は、電気光学パネルを駆動するための駆動回路等を備えており、フレキシブル基板を介して入力された信号に対し、例えば変換、補正及び同期等の各種処理を施して電気光学パネルに出力する。尚、第1及び第2集積回路に含まれる駆動回路は、電気光学パネルの駆動回路の少なくとも一部を担うものであればよく、例えば、他の駆動回路が電気光学パネルに内蔵されるように形成されてもよい。
本発明では特に、第1及び第2の集積回路は、第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て、互いに重ならないように、互いにずれて配置されている。よって、電気光学装置の駆動時に、第1及び第2の集積回路から発生する熱を分散させることができる。即ち、仮に、第1及び第2の集積回路が、互いに重なるまでに接近して配置された場合に生じ得る、第1及び第2の集積回路の各々から発生する熱の集中を回避することができる。従って、第1及び第2の集積回路から発生する熱による装置の故障或いは誤動作を低減することができる。
以上説明したように、本発明に係る電気光学装置によれば、第1及び第2の集積回路における発熱を分散させることができる。よって、熱による装置の故障或いは誤動作を低減することが可能となる。従って、装置の信頼性を高めることが可能である。
本発明の電気光学装置の一態様では、前記第1及び第2の集積回路は、前記第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て、互いに所定距離だけ隔てて配置される。
この態様によれば、第1及び第2の集積回路間には、第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て、所定距離分の間隙が存在する。よって、駆動時における第1及び第2の集積回路の発熱を、より効果的に分散させることができる。尚、「所定距離」とは、集積回路の発熱による故障や誤動作等が効果的に防止できるような距離であり、例えば、集積回路間の距離を変更しつつシミュレーション等を行い、熱による故障や誤動作の発生率を測定することで設定される。
上述したように、第1及び第2集積回路における発熱を効果的に分散させることで、熱による装置の故障或いは誤動作を、より低減することが可能となる。従って、装置の信頼性をより高めることが可能である。
本発明の電子機器は上記課題を解決するために、上述した本発明の電気光学装置(但し、その各種態様も含む)を具備する。
本発明の電子機器によれば、上述した本発明に係る電気光学装置を具備してなるので、信頼性の高い、投射型表示装置、テレビ、携帯電話、電子手帳、ワードプロセッサ、ビューファインダ型又はモニタ直視型のビデオテープレコーダ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルなどの各種電子機器を実現できる。また、本発明の電子機器として、例えば電子ペーパなどの電気泳動装置等も実現することも可能である。
本発明の作用及び他の利得は次に説明する実施するための最良の形態から明らかにされる。
以下では、本発明の実施形態について図を参照しつつ説明する。
<電気光学装置>
本実施形態に係る電気光学装置について、図1から図6を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
本実施形態に係る電気光学装置について、図1から図6を参照して説明する。以下の実施形態では、本発明の電気光学装置の一例である駆動回路内蔵型のTFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス駆動方式の液晶装置を例にとる。
先ず、本実施形態に係る電気光学装置における電気光学パネルの構成について、図1及び図2を参照して説明する。ここに図1は、本実施形態に係る電気光学パネルの構成を示す平面図であり、図2は、図1のH−H´線断面図である。尚、図1では、説明の便宜上、外部回路接続端子102と、データ線駆動回路101や走査線駆動回路104等とを電気的に接続する信号配線を省略して図示してある。
図1及び図2において、本実施形態に係る電気光学パネル100では、TFTアレイ基板10と対向基板20とが対向配置されている。TFTアレイ基板10は、本発明の「基板」の一例であり、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板や、シリコン基板等である。対向基板20は、例えば石英基板、ガラス基板等の透明基板である。TFTアレイ基板10と対向基板20との間に液晶層50が封入されている。TFTアレイ基板10と対向基板20とは、複数の画素電極が設けられた画像表示領域10aの周囲に位置するシール領域に設けられたシール材52により相互に接着されている。
シール材52は、両基板を貼り合わせるための、例えば紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂等からなり、製造プロセスにおいてTFTアレイ基板10上に塗布された後、紫外線照射、加熱等により硬化させられたものである。シール材52中には、TFTアレイ基板10と対向基板20との間隔(即ち、基板間ギャップ)を所定値とするためのグラスファイバ或いはガラスビーズ等のギャップ材が散布されている。
シール材52が配置されたシール領域の内側に並行して、画像表示領域10aの額縁領域を規定する遮光性の額縁遮光膜53が、対向基板20側に設けられている。但し、このような額縁遮光膜53の一部又は全部は、TFTアレイ基板10側に内蔵遮光膜として設けられてもよい。
周辺領域のうち、シール材52が配置されたシール領域の外側に位置する領域には、データ線駆動回路101及び複数の外部回路接続端子102(即ち、外部回路接続端子102a及び102b)がTFTアレイ基板10の一辺に沿って設けられている。走査線駆動回路104は、この一辺に隣接する2辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして設けられている。更に、このように画像表示領域10aの両側に設けられた二つの走査線駆動回路104間をつなぐため、TFTアレイ基板10の残る一辺に沿い、且つ、額縁遮光膜53に覆われるようにして複数の配線105が設けられている。
ここで本実施形態に係る電気光学パネル100では特に、後述する第1及び第2のフレキシブル基板の各々を接続するために、上述した複数の外部回路接続端子102が2列設けられている。即ち、図1に示すように、複数の外部回路接続端子102のうち複数の第1の外部回路接続端子102aがTFTアレイ基板10の一辺に沿って配列されており、複数の外部回路接続端子102のうち複数の第2の外部回路接続端子102bが、複数の第1の外部回路接続端子102aよりもデータ線駆動回路101に近い側に、複数の第1の外部回路接続端子102aの配列に沿って設けられている。尚、フレキシブル基板との接続例については後述する。
TFTアレイ基板10上には、対向基板20の4つのコーナー部に対向する領域に、両基板間を上下導通材107で接続するための上下導通端子106が配置されている。これらにより、TFTアレイ基板10と対向基板20との間で電気的な導通をとることができる。
図2において、TFTアレイ基板10上には、画素スイッチング用のTFTや走査線、データ線等の配線が形成された後の画素電極9a上に、配向膜が形成されている。画素電極9aは、ITO(Indium Tin Oxide)膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。他方、対向基板20上には、格子状又はストライプ状の遮光膜23が形成された後に、その全面に亘って対向電極21が設けられており、更には最上層部分に配向膜が形成されている。対向電極21は、ITO膜などの透明導電膜からなり、配向膜は、ポリイミド膜などの有機膜からなる。このように構成され、画素電極9aと対向電極21とが対面するように配置されたTFTアレイ基板10と対向基板20との間には、液晶層50が形成されている。液晶層50は、例えば一種又は数種類のネマティック液晶を混合した液晶からなり、これら一対の配向膜間で所定の配向状態をとる。
尚、図1及び図2に示したTFTアレイ基板10上には、これらのデータ線駆動回路101、走査線駆動回路104等の駆動回路に加えて、画像信号線上の画像信号をサンプリングしてデータ線に供給するサンプリング回路、複数のデータ線に所定電圧レベルのプリチャージ信号を画像信号に先行して各々供給するプリチャージ回路、製造途中や出荷時の当該電気光学装置の品質、欠陥等を検査するための検査回路等を形成してもよい。
続いて、本実施形態に係る電気光学パネルにおける画素部の電気的な構成について、図3を参照して説明する。ここに図3は、本実施形態に係る電気光学パネルの画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における各種素子、配線等の等価回路図である。
図3において、画像表示領域10a(図1参照)を構成するマトリクス状に形成された複数の画素の各々には、画素電極9a及びTFT30が形成されている。TFT30は、画素電極9aに電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学パネル100の動作時に画素電極9aをスイッチング制御する。画像信号が供給されるデータ線6aは、TFT30のソースに電気的に接続されている。データ線6aに書き込む画像信号S1、S2、・・・、Snは、この順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線6a同士に対して、グループ毎に供給するようにしてもよい。
TFT30のゲートには、走査線3aが電気的に接続されており、本実施形態に係る電気光学パネル100は、所定のタイミングで、走査線3aにパルス的に走査信号G1、G2、・・・、Gmを、この順に線順次で印加するように構成されている。画素電極9aは、TFT30のドレインに電気的に接続されており、スイッチング素子であるTFT30を一定期間だけそのスイッチを閉じることにより、データ線6aから供給される画像信号S1、S2、・・・、Snが所定のタイミングで書き込まれる。画素電極9aを介して電気光学物質の一例としての液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号S1、S2、・・・、Snは、対向基板に形成された対向電極との間で一定期間保持される。
液晶層50(図2参照)を構成する液晶は、印加される電圧レベルにより分子集合の配向や秩序が変化することにより、光を変調し、階調表示を可能とする。ノーマリーホワイトモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が減少し、ノーマリーブラックモードであれば、各画素の単位で印加された電圧に応じて入射光に対する透過率が増加され、全体として電気光学パネル100からは画像信号に応じたコントラストをもつ光が出射される。
ここで保持された画像信号がリークすることを防ぐために、画素電極9aと対向電極21(図2参照)との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量70が付加されている。蓄積容量70は、画像信号の供給に応じて各画素電極9aの電位を一時的に保持する保持容量として機能する容量素子である。蓄積容量70の一方の電極は、画素電極9aと並列してTFT30のドレインに接続され、他方の電極は、定電位となるように、電位固定の容量線300に接続されている。蓄積容量70によれば、画素電極9aにおける電位保持特性が向上し、コントラスト向上やフリッカの低減といった表示特性の向上が可能となる。
次に、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成について、図4から図6を参照して説明する。ここに図4は、本実施形態に係る電気光学装置の全体構成を示す斜視図である。また図5は、第1及び第2の集積回路の各々の配置位置を示す上面図であり、図6は、第1及び第2の集積回路の各々の配置位置を示す側面図である。尚、以降の図面では、図1及び図2で示した電気光学パネルにおける構成要素について、適宜省略して図示している。
図4において、本実施形態に係る電気光学装置は、上述した電気光学パネル100と、第1の集積回路210aが形成された第1のフレキシブル基板200aと、第2の集積回路210bが形成された第2のフレキシブル基板200bとを備えて構成されている。
第1のフレキシブル基板200aは、電気光学パネル100における第1の外部回路接続端子102aに電気的に接続されている。また、第2のフレキシブル基板200bは、電気光学パネルにおける第2の外部回路接続端子102bに電気的に接続されている。そして、第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bは、互いに重なるように配置されている。尚、第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bにおける電気光学パネル100と接続されない側の端部は、図示しない回路基板等に電気的に接続される。即ち、画像信号は、回路基板等から第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bを介して電気光学パネル100に供給される。
第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bに形成された、第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bは、夫々、電気光学パネル100を駆動する駆動回路を含んでいる。そして、装置の動作時には、電気光学パネル100の駆動の少なくとも一部を担う。より具体的には、例えばデータを書き込む画素行に対するデータの出力や、次回にデータを書き込む画素行に関するデータの点順次的なラッチ(即ち、保持)等を行う。また、ガンマ補正やシリアル−パラレル変換等の補正処理を実行するように構成されてもよい。
上述したように、2つのフレキシブル基板200及び2つの集積回路210を備えることにより、フレキシブル基板及び集積回路が1つずつ備えられている場合と比べて、より多くのデータを同時に処理することが可能となる。よって、例えば装置の高精細化に伴い、処理するデータが増加した場合であっても、確実にデータを処理することができる。
具体的には、例えば2048×1080個の画素が配列された電気光学パネル(所謂、2Kパネル)から、4096×2160個の画素が配列された電気光学パネル(所謂、4Kパネル)へとパネルを高解像度化した場合には、制御する画素数は4倍となる。即ち、単純計算で4倍ものデータを処理することが要求される。このような状況において、仮に1つの集積回路210では全てのデータが処理できない場合でも、2つの集積回路210を備えることで、確実にデータを処理可能とすることができる。
また、上述したように処理するデータが増加すると、装置における各種配線や外部回路接続端子102等の数も増加する。しかしながら、装置の小型化を実現しようとする場合には、電気光学パネル100を大型化は望ましくない。そして、電気光学パネル100の大きさを変化させないとすると、各種配線や外部回路接続端子102等のピッチは、その数が増加した分狭くなる。
このような状況においても、フレキシブル基板200及び集積回路210の数を増加させることによる効果は発揮される。例えば、図1に示すように、外部回路接続端子102を2列として、2枚のフレキシブル基板200を接続するようにすれば、ピッチを変化させずに2倍の数の外部回路接続端子102を設けることができる。つまり、装置を小型化するという要求に応えつつ、高精細化を実現することが可能である。
しかしながら、仮に何らの対策も施さねば、上述したように2つの集積回路210を備えるように構成することで、集積回路210における発熱量は増加してしまう。即ち、備えられた集積回路210の個数に比例して、発熱量が増加してしまう。発熱量が増加すると、熱による装置の故障或いは誤動作等が起こる確率が高まる。よって、装置の信頼性は低下してしまう。
これに対し、本実施形態に係る電気光学装置は、第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bを、互いに重ならないように、互いにずらして配置することで、駆動時に第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bの各々から発生する熱を分散させている。
図5及び図6に示すように、第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bは、互いに距離Wを隔てて配置されている。よって、例えば第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bが互いに重なるように配置されている場合と比べると、熱を効率的に分散することができる。熱を分散させることにより、装置の特定箇所に熱が集中してしまうことを防止可能となる。即ち、特定箇所における温度が、装置に誤作動或いは故障が発生してしまうほど異常に高くなってしまうことを防止できる。
尚、図5及び図6では、第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bが平行に配置されている状態を図示しているが、典型的には、第1のフレキシブル基板200a及び第2のフレキシブル基板200bは、夫々曲げられた状態で配置される。このような場合であっても、配置された状態において、第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bが互いにずれるようにすれば、本発明による効果は確実に発揮される。
以上説明したように、本実施形態に係る電気光学装置によれば、第1の集積回路210a及び第2の集積回路210bにおける発熱を分散させることができる。よって、熱による装置の故障或いは誤動作を低減することが可能となる。従って、装置の信頼性を高めることが可能である。
尚、上述した実施形態では、フレキシブル基板及び集積回路が2つずつ備えられる場合について説明したが、各フレキシブル基板に複数の集積回路が形成されてもよいし、フレキシブル基板が3つ以上備えられていてもよい。例えば、第1のフレキシブル基板200a上に第1の集積回路が複数形成され、第2のフレキシブル基板200b上に、第1の集積回路と互いに重ならないように第2の集積回路が複数形成されてもよい。或いは、例えば、第3の集積回路が形成された第3のフレキシブル基板を更に備え、第3の集積回路が、第1及び第2の集積回路のいずれとも重ならないように、第1及び第2の集積回路と互いにずれて配置されてもよい。いずれの場合にも、各フレキシブル基板上の集積回路が互いに重ならないように、互いにずれて配置されることで、本実施形態に係る電気光学装置と同様に、各フレキシブル基板上の集積回路における発熱を分散させることができる。
<電子機器>
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図7は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
次に、上述した電気光学装置である液晶装置を各種の電子機器に適用する場合について説明する。ここに図7は、プロジェクタの構成例を示す平面図である。以下では、この液晶装置をライトバルブとして用いたプロジェクタについて説明する。
図7に示されるように、プロジェクタ1100内部には、ハロゲンランプ等の白色光源からなるランプユニット1102が設けられている。このランプユニット1102から射出された投射光は、ライトガイド1104内に配置された4枚のミラー1106及び2枚のダイクロイックミラー1108によってRGBの3原色に分離され、各原色に対応するライトバルブとしての液晶パネル1110R、1110B及び1110Gに入射される。
液晶パネル1110R、1110B及び1110Gの構成は、上述した液晶装置と同等であり、画像信号処理回路から供給されるR、G、Bの原色信号でそれぞれ駆動されるものである。そして、これらの液晶パネルによって変調された光は、ダイクロイックプリズム1112に3方向から入射される。このダイクロイックプリズム1112においては、R及びBの光が90度に屈折する一方、Gの光が直進する。従って、各色の画像が合成される結果、投射レンズ1114を介して、スクリーン等にカラー画像が投写されることとなる。
ここで、各液晶パネル1110R、1110B及び1110Gによる表示像について着目すると、液晶パネル1110Gによる表示像は、液晶パネル1110R、1110Bによる表示像に対して左右反転することが必要となる。
尚、液晶パネル1110R、1110B及び1110Gには、ダイクロイックミラー1108によって、R、G、Bの各原色に対応する光が入射するので、カラーフィルタを設ける必要はない。
尚、図7を参照して説明した電子機器の他にも、モバイル型のパーソナルコンピュータや、携帯電話、液晶テレビや、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、POS端末、タッチパネルを備えた装置等が挙げられる。そして、これらの各種電子機器に適用可能なのは言うまでもない。
また、本発明は上述の各実施形態で説明した液晶装置以外にも反射型液晶装置(LCOS)、プラズマディスプレイ(PDP)、電界放出型ディスプレイ(FED、SED)、有機ELディスプレイ、デジタルマイクロミラーデバイス(DMD)、電気泳動装置等にも適用可能である。
本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨或いは思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う電気光学装置、及び該電気光学装置を備えた電子機器もまた本発明の技術的範囲に含まれるものである。
3a…走査線、6a…データ線、9a…画素電極、10…TFTアレイ基板、10a…画像表示領域、20…対向基板、30…TFT、50…液晶層、100…電気光学パネル、101…データ線駆動回路、102…外部回路接続端子、104…走査線駆動回路、200…フレキシブル基板、210…集積回路
Claims (3)
- 電気光学パネルと、
前記電気光学パネルを駆動するための第1の集積回路が形成された第1のフレキシブル基板と、
前記第1のフレキシブル基板に対向するように設けられると共に、前記電気光学パネルを駆動するための第2の集積回路が形成された第2のフレキシブル基板と
を備え、
前記第1及び第2の集積回路は、前記第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て重ならないように、互いにずれて配置される
ことを特徴とする電気光学装置。 - 前記第1及び第2の集積回路は、前記第1及び第2のフレキシブル基板上で平面的に見て、互いに所定距離だけ隔てて配置されることを特徴とする請求項2に記載の電気光学装置。
- 請求項1又は2に記載の電気光学装置を具備してなることを特徴とする電子機器。
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