JP2009271303A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】液晶セル１の配線パターンを経由するＰＣＢ間タイミング信号配線１２を介してタイミング信号をＸ−ＰＣＢ２からＸ−ＰＣＢ３に伝送することにより、タイミングコントローラ５からＸ−ＰＣＢ２にのみタイミング信号を伝送するタイミング信号配線１０を設けるだけでよい液晶表示装置を提供する。
【解決手段】タイミングコントローラ５から送られて来るタイミング信号に基づいてマトリクス方式の液晶セル１の各データライン１ａに映像信号を送るＸ−ＰＣＢ２，３がこの液晶セル１の下端辺に沿って２分割された液晶表示装置において、タイミングコントローラ５から右側のＸ−ＰＣＢ２にのみタイミング信号を伝送するタイミング信号配線１０が設けられると共に、隣接して配置された左側のＸ−ＰＣＢ３との間に、液晶セル１の配線パターンを経由してタイミング信号を伝送するＰＣＢ間タイミング信号配線１２が設けられた構成とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、テレビジョンやパーソナル・コンピュータ等のディスプレイに用いられる液晶表示装置に関し、特にマトリクス方式の液晶セルの各データラインに映像信号を送るＸ−ＰＣＢが複数に分割された液晶表示装置に関するものである。

マトリクス方式の液晶セルの下端辺に、液晶セルの各データラインに映像信号を送るＸ−ＰＣＢが配置され、この液晶セルの右端辺に、液晶セルの各スキャンラインを順にアクティブにするＹ−ＰＣＢが配置された液晶表示装置は従来から知られている（例えば、特許文献１及び特許文献２参照。）。また、液晶セルの上端辺に沿ってＸ−ＰＣＢが複数に分割された液晶表示装置も従来から知られている（例えば、特許文献３参照。）。さらに、Ｘ−ＰＣＢとＹ−ＰＣＢとの間を液晶セルの配線パターンを介して接続したもの（例えば、特許文献２参照。）や、タイミングコントローラからの映像信号を液晶セルの配線パターンを介して分割した各Ｘ−ＰＣＢにそれぞれ送るようにしたもの（例えば、特許文献３参照。）も知られている。
特開２００２−３１１８５０号公報 特開平１１−１８３９２４号公報 特開平５−２９７３９６号公報

ところが、液晶セルの同一端辺に沿ってＸ−ＰＣＢが複数に分割されている場合、タイミングコントローラは、各Ｘ−ＰＣＢに同じタイミング信号をそれぞれ送る必要があり、このタイミングコントローラと各Ｘ−ＰＣＢとの間の配線が複雑になるという問題があった。

また、特許文献２や特許文献３のように、液晶セルにバスライン状に配線パターンを形成すると、この液晶セルのガラス基板の広い範囲がこの配線パターンに占有されるだけでなく、液晶セルのデータラインと交差することになるので、絶縁層を介して多層状に配線パターンを形成しなければならず、製造が複雑になるという問題もあった。さらに、Ｘ−ＰＣＢが複数に分割されていると、映像信号を表示領域ごとに分けて送ることができるので、これらＸ−ＰＣＢの動作周波数を低くできるという利点があるが、特許文献３のように、共通の映像信号を液晶セルの配線パターンを介して各Ｘ−ＰＣＢに送るようにしたのでは、これらのＸ−ＰＣＢの動作周波数を低くすることができないという問題もあった。

本発明は、液晶セルの配線パターンを経由するＰＣＢ間タイミング信号配線を介して隣接する各Ｘ−ＰＣＢにタイミング信号を順次伝送することにより、タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢにのみタイミング信号を伝送するタイミング信号配線を設けるだけでよい液晶表示装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、タイミングコントローラから送られて来るタイミング信号に基づいてマトリクス方式の液晶セルの各データラインに映像信号を送るＸ−ＰＣＢがこの液晶セルの同一端辺に沿って複数に分割された液晶表示装置において、タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢにのみタイミング信号を伝送するタイミング信号配線が設けられると共に、隣接して配置された各Ｘ−ＰＣＢ間に、液晶セルの配線パターンを経由してタイミング信号を伝送するＰＣＢ間タイミング信号配線が設けられたことを特徴とする。

請求項２の発明は、上記タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢに伝送されるタイミング信号が、このタイミング信号の波形の高調波成分を減衰させる変調を施したものであることを特徴とする。

請求項３の発明は、上記タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢに伝送され、さらに隣接するＸ−ＰＣＢに順次伝送されるタイミング信号が差動伝送方式により伝送されるものであることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、タイミング信号は、タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢに伝送され、このＸ−ＰＣＢから液晶セルの配線パターンを経由して順次隣接する他のＸ−ＰＣＢに伝送される。従って、タイミングコントローラからＸ−ＰＣＢにタイミング信号を伝送するためのタイミング信号配線を、このタイミングコントローラといずれか一つのＸ−ＰＣＢとの間にのみ設ければよくなり、タイミングコントローラの基板やＸ−ＰＣＢとの間を接続するＦＰＣ（フレキシブル・ケーブル）等の配線を簡素化することができるようになる。また、他のＸ−ＰＣＢには、液晶セルの配線パターンを経由するＰＣＢ間タイミング信号配線によってタイミング信号が伝送されるが、この液晶セルの配線パターンは、隣接する各Ｘ−ＰＣＢ間ごとに設けられるので、液晶セルのデータラインと交差することもなく、狭いスペースに容易に形成が可能となる。

請求項２の発明によれば、タイミングコントローラからＸ−ＰＣＢに送られて来るタイミング信号の波形の高調波成分が予め減衰されているので、このタイミング信号の波形が最初からある程度なまっている。従って、タイミング信号が各Ｘ−ＰＣＢ間で液晶セルの薄く細い配線パターンを経由する際に、この配線パターンのインダクタンスと抵抗により波形がさらになまることになるが、元のタイミング信号の波形の高調波成分が予め減衰されているので、配線パターンでそれ以上大きく高調波成分が減衰されることがなくなり、Ｘ−ＰＣＢ間の伝送によるタイミング信号の波形のなまりが小さくなる。このため、各Ｘ−ＰＣＢ間でのタイミング信号によるタイミングのずれを小さくすることができる。

請求項３の発明によれば、タイミングコントローラから各Ｘ−ＰＣＢに伝送されるタイミング信号が差動伝送方式により伝送されるので、この差動伝送方式による一対の各信号線を伝送される逆位相のタイミング信号の振幅をそれぞれ小さくすることができる。従って、これら逆位相のタイミング信号が各Ｘ−ＰＣＢ間で液晶セルの薄く細い配線パターンを経由する際に、振幅が小さいことにより波形のなまりが軽減されるので、各Ｘ−ＰＣＢ間でのタイミング信号によるタイミングのずれを小さくすることができる。しかも、タイミング信号は、差動伝送方式により伝送されるので、液晶セルの配線パターンを経由する際等にコモンモードノイズが加わったとしても、このノイズの影響を相殺することができる。

以下、図面を参照して本発明の具体的な実施形態を詳述する。

図１は本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図、図２は本発明の一実施形態に係る変調回路の動作を示すものであり、タイミング信号の入力波形（ａ）とタイミング信号の出力波形（ｂ）を示すタイムチャート、図３はＰＣＢ間タイミング信号配線による波形のなまりを示すものであり、配線通過前の波形（ａ）と配線通過後の波形（ｂ）を示すタイムチャート、図４は本実施形態の変調回路を用いた場合のＰＣＢ間タイミング信号配線による波形のなまりを示すものであり、配線通過前の波形（ａ）と配線通過後の波形（ｂ）を示すタイムチャートである。

この液晶表示装置は、図１に示すように、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶セル１と２枚のＸ−ＰＣＢ２，３とＹ−ＰＣＢ４とタイミングコントローラ５とを備えている。液晶セル１は、２枚のガラス基板の間に液晶を封入したものであり、一方のガラス基板の内側面には、縦方向に多数のデータライン１ａ（ソースライン）が形成されると共に横方向に多数のスキャンライン１ｂ（ゲートライン）が形成され、これらデータライン１ａとスキャンライン１ｂの各交差部には、それぞれ図示しないＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と画素透明電極が形成されている。また、他方のガラス基板の内側面には、全面に図示しない透明電極が形成されている。

２枚のＸ−ＰＣＢ２，３は、上記液晶セル１の下端辺に沿って左右に分割されて配置された液晶ドライブ回路（ソースドライバ）のプリント配線基板であり、それぞれ複数のＣＯＦ６（チップ・オン・フィルム）を介して液晶セル１のデータライン１ａと接続されている。Ｙ−ＰＣＢ４は、上記液晶セル１の右端辺に配置された液晶ドライブ回路（ゲートドライバ）のプリント配線基板であり、複数のＣＯＦ６を介して液晶セル１のスキャンライン１ｂと接続されている。

タイミングコントローラ５は、Ｘ−ＰＣＢ２，３にＲＧＢの映像信号を送ると共に、これらＸ−ＰＣＢ２，３とＹ−ＰＣＢ４にタイミング信号を送る回路であり、Ｘ−ＰＣＢ２，３やＹ−ＰＣＢ４とは別のプリント配線基板上に実装されている。そして、Ｘ−ＰＣＢ２，３やＹ−ＰＣＢ４とは、それぞれ図示しないＦＰＣ（フレキシブル・ケーブル）を介して接続されている。

上記タイミングコントローラ５と右側のＸ−ＰＣＢ２との間のＦＰＣには、ＲＧＢの映像信号を送る映像信号配線７〜９が設けられると共に、水平走査用のタイミング信号を送るタイミング信号配線１０が設けられる。映像信号配線７〜９は、ＲＧＢ（赤緑青）の各色の映像信号を送る配線であり、例えば各色が６ビットの映像信号であり、時分割ではなくパラレルに送る場合には、それぞれ６本ずつの信号線からなる配線となる。

タイミング信号配線１０は、本実施形態では水平走査の開始のタイミングを知らせるＳＴＨ信号と映像信号をＸ−ＰＣＢ２，３のシフトレジスタで転送するための２相のクロック信号とからなるタイミング信号を送る３本の信号線からなる配線である。そして、タイミングコントローラ５は、ＲＧＢの映像信号はそのまま映像信号配線７〜９に送り出すが、内部で生成したタイミング信号は、変調回路１１を介してタイミング信号配線１０に送り出すようにしている。

変調回路１１は、図２（ａ）に示すタイミング信号の本来の矩形波（図では台形波で示す。以下同じ。）を、図２（ｂ）に示すように、立ち下がりのエッジが面取り状に斜めにカットされた波形に変形させて出力する回路である。ここで、完全な矩形波は、基本周波数の整数倍の高調波成分を含み、しかも、周波数が高くなるほど振幅は小さくなるが無限に高い周波数の高調波成分を含んでいる。これに対して、図２（ｂ）の１点鎖線で示すような正弦波Ｓは、基本周波数のみからなり、高調波成分は含んでいない。従って、タイミング信号は、波形がなまって正弦波Ｓに近づくほど高調波成分が減衰していることになる。そして、本実施形態の場合には、変調回路１１は、タイミング信号の立ち下がりのエッジを面取り状に斜めにカットした波形に変形させているので、少なくともこの立ち下がりの部分では正弦波Ｓの波形に近づくことになり、高調波成分を減衰させていることになる。なお、タイミング信号の立ち上がりのエッジも面取り状に斜めにカットすれば、さらに正弦波Ｓの波形に近づくが、本実施形態では、Ｘ−ＰＣＢ２，３やＹ−ＰＣＢ４がタイミング信号の立ち下がりでタイミングを取る構成となっているため、ここではタイミング信号の立ち下がりのエッジを変形させるだけに止めている。

図１に示すように、上記タイミングコントローラ５と左側のＸ−ＰＣＢ３との間のＦＰＣには、ＲＧＢの映像信号を送る映像信号配線７〜９が設けられる。この映像信号配線７〜９は、Ｘ−ＰＣＢ２との間の映像信号配線７〜９と同様のものであるが、Ｘ−ＰＣＢ２には液晶セル１における図１の右側半分の領域に表示する映像信号が送られ、Ｘ−ＰＣＢ３には液晶セル１における図１の左側半分の領域に表示する映像信号が送られる。従って、Ｘ−ＰＣＢ２，３が分割されていない場合に比べ、１水平走査期間中に各Ｘ−ＰＣＢ２，３のシフトレジスタで転送する映像信号が半分ずつに減るので、動作周波数を低くすることができる。

上記右側のＸ−ＰＣＢ２から液晶セル１を介して左側のＸ−ＰＣＢ３に至る間には、水平走査用のタイミング信号を伝送するためのＰＣＢ間タイミング信号配線１２が設けられている。即ち、右側のＸ−ＰＣＢ２と液晶セル１のデータライン１ａとを接続する左端のＣＯＦ６の左端部と、左側のＸ−ＰＣＢ３と液晶セル１のデータライン１ａとを接続する右端のＣＯＦ６の右端部には、それぞれ３本の配線パターンが形成されると共に、これらの配線パターンをそれぞれ繋ぐ３本の配線パターンが液晶セル１のガラス基板上にも形成されている。そして、タイミングコントローラ５からＸ−ＰＣＢ２に送られて来たタイミング信号が、これら３本ずつの配線パターンからなるＰＣＢ間タイミング信号配線１２を介してＸ−ＰＣＢ３に送られるようになっている。

上記タイミングコントローラ５とＹ−ＰＣＢ４との間のＦＰＣには、垂直走査用のタイミング信号を送る垂直タイミング信号配線１３が設けられる。垂直タイミング信号配線１３は、本実施形態では垂直走査の開始のタイミングを知らせるＳＴＶ信号と走査信号をＹ−ＰＣＢ４のシフトレジスタで転送するための２相のクロック信号とからなるタイミング信号を送る３本の信号線からなる配線である。

上記構成の液晶表示装置は、タイミングコントローラ５から映像信号配線７〜９を介して左右のＸ−ＰＣＢ２，３に映像信号が順次送られると共に、タイミング信号配線１０を介して右側のＸ−ＰＣＢ２に水平走査用のタイミング信号が送られる。すると、このタイミング信号は、Ｘ−ＰＣＢ２からＰＣＢ間タイミング信号配線１２を介してＸ−ＰＣＢ３にも送られる。従って、これらのＸ−ＰＣＢ２，３では、タイミング信号の２相のクロック信号に基づいて、タイミングコントローラ５から送られて来る映像信号をシフトレジスタで順次転送する。そして、１水平走査分の映像信号をシフトレジスタに転送し終えると、タイミング信号のＳＴＨ信号に基づいて、シフトレジスタ上の全映像信号を一斉にラッチして液晶セル１の各データライン１ａに送り出す。

また、タイミングコントローラ５からは、垂直タイミング信号配線１３を介してＹ−ＰＣＢ４に垂直走査用のタイミング信号が送られる。従って、Ｙ−ＰＣＢ４では、タイミング信号の２相のクロック信号に基づいてＳＴＶ信号をシフトレジスタで順次転送することにより、上記Ｘ−ＰＣＢ２，３から映像信号が各データライン１ａに送り出されるたびに、スキャンライン１ｂを順に１本ずつアクティブにし、アクティブとなったスキャンライン１ｂと交差する各ＴＦＴをＯＮにして、各データライン１ａ上の映像信号を各画素透明電極に送る。そして、この動作を繰り返すことにより、液晶セル１に映像がアクティブ表示される。

以上説明したように、本実施形態の液晶表示装置は、タイミングコントローラ５から左側のＸ−ＰＣＢ３に直接タイミング信号を送る必要がなくなるので、このタイミングコントローラ５とＸ−ＰＣＢ３との間を接続するＦＰＣにタイミング信号配線を設ける必要がなくなり、このＦＰＣの配線を簡素化することができる。しかも、左右のＸ−ＰＣＢ２，３の間には液晶セル１を経由してＰＣＢ間タイミング信号配線１２が設けられるが、このＰＣＢ間タイミング信号配線１２の液晶セル１の配線パターンは、隣接するＸ−ＰＣＢ２，３の間にのみ形成されるので、データライン１ａと交差することもなく、狭いスペースに容易に形成が可能となる。

また、ここで、タイミングコントローラ５からＸ−ＰＣＢ２に送られる水平走査用のタイミング信号が図３（ａ）に示すような通常の矩形波であれば、ＰＣＢ間タイミング信号配線１２の薄く細い配線パターン（特に液晶セル１の配線パターン）のインダクタンスと抵抗により、Ｘ−ＰＣＢ２からＸ−ＰＣＢ３に伝送される間に、図３（ｂ）に示すように波形になまりが生じるので、Ｘ−ＰＣＢ２のなまりのないタイミング信号の立ち下がりのタイミングと、Ｘ−ＰＣＢ３のなまりのあるタイミング信号の立ち下がりのタイミングを同じしきい値Ｔで検出した場合に、Ｘ−ＰＣＢ３のなまりのあるタイミング信号の立ち下がりのタイミングが遅れＤだけ大きくずれることになる。

しかしながら、本実施形態の液晶表示装置では、タイミングコントローラ５からＸ−ＰＣＢ２に送られるタイミング信号が、変調回路１１によって図４（ａ）に示すように立ち下がりのエッジを面取り状に斜めにカットされ、この部分の波形の高調波成分が減衰しているので、このタイミング信号がＸ−ＰＣＢ２からＸ−ＰＣＢ３に伝送される間に波形になまりが生じても、図４（ｂ）に示すように、Ｘ−ＰＣＢ２に対するＸ−ＰＣＢ３のタイミング信号の立ち下がりのタイミングの遅れＤが小さくなりずれもほとんどなくなる。

なお、上記実施形態では、変調回路１１がタイミング信号の立ち下がり波形のエッジを面取り状に斜めにカットして出力する回路である場合を示したが、Ｘ−ＰＣＢ２，３がタイミング信号の立ち上がりのタイミングで動作するものである場合には、タイミング信号の立ち上がり波形のエッジを面取り状に斜めにカットして出力する回路を用いればよく、立ち上がり波形のエッジと立ち下がり波形のエッジを共に斜めにカットして出力してもよい。また、この変調回路１１は、タイミング信号の波形のエッジを面取り状に直線的にカットするのではなく、例えば波形のエッジをアール状になだらかになまらせるものであってもよい。さらに、この変調回路１１は、タイミング信号の波形の高調波成分を減衰させる変調を施すものであればよいので、この波形のエッジ部分だけを整形するのではなく、低域通過フィルタ等を通すことにより高調波成分を減衰させて波形全体をなまらせるような回路を用いてもよい。

また、上記実施形態では、変調回路１１を用いてタイミング信号の波形の高調波成分を減衰させる変調を施す場合を示したが、これに加えて、又は、これに代えて、差動伝送方式を用いるようにしてもよい。即ち、タイミングコントローラ５からタイミング信号配線１０を介してＸ−ＰＣＢ２に伝送され、さらにこのＸ−ＰＣＢ２から隣接するＸ−ＰＣＢ３にＰＣＢ間タイミング信号配線１２を介して伝送されるタイミング信号を差動伝送方式により伝送する。差動伝送方式は、一つのタイミング信号を互いに逆位相のタイミング信号に分けて一対の信号線により伝送する方式であるため、これら逆位相のタイミング信号の差をとって一つのタイミング信号に戻す際に、外部から同相成分として加わったコモンモードノイズを相殺することができるという利点を有する。しかも、この差動伝送方式では、一対の信号線を伝送される逆位相のタイミング信号の振幅を例えば１／２に小さくすることができるので、このような振幅の小さいタイミング信号をＰＣＢ間タイミング信号配線１２等で伝送しても、波形のなまりが軽減され、これによってＸ−ＰＣＢ２とＸ−ＰＣＢ３との間のタイミングのずれを軽減することができる。

また、上記実施形態では、ＴＦＴアクティブマトリクス方式の液晶セル１について説明したが、アクティブ素子は必ずしもＴＦＴには限らず、単純マトリクス方式の液晶セルにも同様に実施可能である。さらに、タイミングコントローラ５からＸ−ＰＣＢ２やＹ−ＰＣＢ４に送られるタイミング信号も、上記実施形態で示したようなＳＴＨ信号と２相のクロック信号やＳＴＶ信号と２相のクロック信号に限らず、駆動方式に応じた適宜のタイミング信号を用いることができ、クロック信号も２相のものには限定されない。さらに、Ｘ−ＰＣＢ２からＰＣＢ間タイミング信号配線１２を介してＸ−ＰＣＢ３に伝送するタイミング信号は、タイミングコントローラ５から送られて来る全てのタイミング信号である必要はなく、その一部の信号のみを伝送するようにしてもよい。この場合、他のタイミング信号は、タイミングコントローラ５から左右のＸ−ＰＣＢ２，３にそれぞれＦＰＣを介して直接送られる。

また、上記実施形態では、２枚のＸ−ＰＣＢ２，３に分割されている場合を示したが、３枚以上のＸ−ＰＣＢに分割されている液晶表示装置でも、同様に実施可能である。この場合、タイミングコントローラ５からのタイミング信号配線１０は、３枚以上のいずれか１枚のＸ−ＰＣＢに接続され、これら３枚以上の各Ｘ−ＰＣＢ間にそれぞれＰＣＢ間タイミング信号配線１２が設けられる。さらに、上記実施形態では、分割されたＸ−ＰＣＢ２，３が液晶セル１の下端辺にのみ配置される場合を示したが、２組の分割されたＸ−ＰＣＢがこの液晶セル１の上下の端辺にそれぞれ配置された液晶表示装置でも、同様に実施可能である。

また、上記実施形態では、タイミングコントローラ５とＸ−ＰＣＢ２，３やＹ−ＰＣＢ４との間をＦＰＣを介して接続する場合を示し、Ｘ−ＰＣＢ２，３やＹ−ＰＣＢ４と液晶セル１との間をＣＯＦ６を介して接続する場合を示したが、タイミング信号配線１０やＰＣＢ間タイミング信号配線１２を設けることができるものであれば、どのような接続方式を用いてもよい。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置の構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る変調回路の動作を示すものであり、タイミング信号の入力波形（ａ）とタイミング信号の出力波形（ｂ）を示すタイムチャートである。 ＰＣＢ間タイミング信号配線による波形のなまりを示すものであり、配線通過前の波形（ａ）と配線通過後の波形（ｂ）を示すタイムチャートである。 本実施形態の変調回路を用いた場合のＰＣＢ間タイミング信号配線による波形のなまりを示すものであり、配線通過前の波形（ａ）と配線通過後の波形（ｂ）を示すタイムチャートである。

符号の説明

１ 液晶セル
１ａ データライン
１ｂ スキャンライン
２ Ｘ−ＰＣＢ
３ Ｘ−ＰＣＢ
４ Ｙ−ＰＣＢ
５ タイミングコントローラ
６ ＣＯＦ
７ 映像信号配線
８ 映像信号配線
９ 映像信号配線
１０ タイミング信号配線
１１ 変調回路
１２ ＰＣＢ間タイミング信号配線
１３ 垂直タイミング信号配線

Claims (3)

1. タイミングコントローラから送られて来るタイミング信号に基づいてマトリクス方式の液晶セルの各データラインに映像信号を送るＸ−ＰＣＢがこの液晶セルの同一端辺に沿って複数に分割された液晶表示装置において、
   タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢにのみタイミング信号を伝送するタイミング信号配線が設けられると共に、隣接して配置された各Ｘ−ＰＣＢ間に、液晶セルの配線パターンを経由してタイミング信号を伝送するＰＣＢ間タイミング信号配線が設けられたことを特徴とする液晶表示装置。
2. 上記タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢに伝送されるタイミング信号が、このタイミング信号の波形の高調波成分を減衰させる変調を施したものであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 上記タイミングコントローラからいずれか一つのＸ−ＰＣＢに伝送され、さらに隣接するＸ−ＰＣＢに順次伝送されるタイミング信号が差動伝送方式により伝送されるものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の液晶表示装置。

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