JP2017083574A - 画像表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＴＦＴアレイ基板の接続配線の厚膜化による製造コストアップや、配線幅拡大による広額縁化することなく、ガラス上の配線抵抗による過渡的な電圧降下を抑制した画像表示装置を提供する。
【解決手段】複数のドライバＩＣ１０１，１０３をＣＯＧ実装し、そのＴＦＴアレイ基板上に形成された配線対３０３を介して各ドライバＩＣ１０１，１０３に電源とＧＮＤを供給する画像表示装置において、配線対３０３に接続されたコンデンサ２１１を実装したＦＰＣ２０３，２０４がドライバＩＣ１０１，１０３の近傍に配置される。
【選択図】図４

Description

この発明は、画像表示用のアクティブマトリクス表示装置の構成に関するものであり、表示パネルに液晶表示パネルを採用した液晶表示装置に好適に使用することができる。

液晶表示装置は、液晶層が挟持された２枚の基板からなる液晶表示パネルとその液晶表示パネルの裏面側に設けられた光源装置とを備えている。液晶表示パネルは通常、対向するガラスからなる２枚の絶縁性透明基板の間に液晶などの表示材料が挟持されると共に、この表示材料に選択的に電圧が印加される。

前記２枚の基板のうち、一方の基板は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）などのスイッチング素子およびこれと接続する画素電極などがマトリクス状に形成された薄膜トランジスタアレイ基板（以下、ＴＦＴアレイ基板と称する）である。他方の基板は画素電極に対応して設けられたＲ、Ｇ、Ｂの着色層及び該着色層の間に設けられたブラックマトリクス（ＢＭ）を備えたカラーフィルター基板（ＣＦ基板）である。

ＴＦＴアレイ基板では前記スイッチング素子に信号を与えるためにガラス基板上にソース配線及びゲート配線が絶縁膜を介して交差している。また、前記画素電極の数に対応してソース配線及びゲート配線がそれぞれ複数本配置されている。さらに画素電極を駆動するために、ソース配線に電圧信号を印加するソースドライバＩＣと、ゲート配線に電圧信号を印加するゲートドライバＩＣとの２種のＩＣチップがＴＦＴアレイ基板の表示領域外の基板周辺部に異方性導電膜（以降ＡＣＦと称する）を介して直接基板上に取り付けられる。このようにガラス基板上に直接ＩＣチップを実装する方式は、ＣＯＧ方式（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ方式）と呼ばれ、液晶表示装置おいて周知である。そしてＦＰＣをＴＦＴアレイ基板端部に接続してアレイ基板上に設けた配線を介してソースドライバＩＣやゲートドライバＩＣに電源電位や液晶駆動信号を供給している（特許文献１）。

さらに外部からの映像信号を液晶表示パネル用の液晶駆動信号に変換するタイミングコントローラ機能を有したソースドライバＩＣ（マスターＩＣ）もあり、通常のソースドライバＩＣと同様にソース配線に電圧信号を印加するとともに、他のソースドライバＩＣ（スレーブＩＣ）へタイミング信号を供給する構成（カスケード配線接続）も周知である（特許文献１、２）。このカスケード配線接続を利用すると、これまで各ドライバＩＣに外部のＦＰＣを経由して供給していた電源電位や信号を、ガラス上の配線だけで供給することも可能となる。

特開平４−２０４８１７号公報 特開２０１０−１９０９３２号公報

しかし、従来構成の液晶表示パネルは、ＦＰＣからそれぞれのソースドライバＩＣに電源電位／ＧＮＤ電位および液晶駆動信号を供給する構成である（特許文献１）。また、ＦＰＣの配線抵抗は低抵抗であり、そのＦＰＣを介して電源電位／ＧＮＤ電位を供給することで電圧降下などは発生しにくい。しかしながら、ＦＰＣが複数必要になったり、複数まとめてもサイズが大きくなることや、外部にタイミングコントローラＩＣが必要になるなど、低コスト実現が難しい。

これに対して、液晶駆動信号の伝送にガラス配線を用いたカスケード配線接続とすることで外部のＦＰＣ配線を減らすことができる。同様に電源電位／ＧＮＤ電位もガラス配線を利用することでＦＰＣ配線を減らすことができ、最終的には一つのＦＰＣで液晶駆動信号と電源電位／ＧＮＤ電位を供給することも可能である（特許文献１）。

しかしながら、カスケード配線接続を使用すると次段のドライバＩＣへの電源電位や信号の供給がガラス上の配線だけで可能とはなるが、形成する配線の厚さやガラス額縁のスペースによる配線幅の制約などにより配線抵抗値が高くなる傾向にある。特に外部から電源電位を供給するＦＰＣを、初段のドライバＩＣに近付けるほどに後段のドライバＩＣへの配線が長くなり、抵抗値がより高くなる。その結果後段のドライバＩＣに入力される電源は図５の波形に示すような電圧降下が発生する。ここで波形２１は配線抵抗値の小さい初段のドライバＩＣに入力される電源電圧波形であり、波形２２は配線抵抗値の大きな最終段のドライバＩＣに入力される電源電圧波形である。

液晶表示パネルのＴＦＴトランジスタがＯＮになった瞬間に電源電位／ＧＮＤ電位配線に過渡的に電流が流れ、その電流と配線抵抗により図5のように電圧電位が低下する。ＩＣに供給する電源の電圧が降下することで、ドライバＩＣ内部で電源電位と信号の電位の逆転、さらにはドライバＩＣの絶対最大定格を超えてしまう場合が発生する。また、液晶表示パネルにも所望の電圧が印加されないことで表示品質の低下を招く可能性もある。

これらを回避するために、配線を厚くすることや配線幅を広げるなどを行い、配線抵抗値の低減が方策として考えられるが（特許文献１）、厚さを厚くすると配線生成時間が長くなる等の製造コストに影響があり、また配線幅を広げるためにガラスサイズを大きくすると液晶表示装置の額縁が大きくなるなどの問題があった。

本発明は、このような問題点を解決するためになされたもので、配線膜厚化や広額縁化を抑えつつＩＣの制約を満たした表示品質の優れた液晶表示装置を提供することを目的とする。

この発明に係る画像表示装置は、ＴＦＴアレイ基板の額縁領域に複数のドライバＩＣをＣＯＧ実装し、そのＴＦＴアレイ基板上に形成された配線対を介して前記複数のドライバＩＣに電源電位とＧＮＤ電位を供給する画像表示装置であって、前記ＴＦＴアレイ基板の端部に実装され、前記配線対に接続することで前記電源電位とＧＮＤ電位を供給する第１のＦＰＣと、前記配線対に接続されたコンデンサを実装した第２のＦＰＣが前記額縁領域の前記ドライバＩＣの近傍に配置されていることを特徴とする。

本発明により、ＴＦＴアレイ基板の接続配線の厚膜化による製造コストアップや、配線幅拡大による広額縁化することなく、ガラス基板上の配線抵抗による過渡的な電圧降下を抑制した画像表示装置を提供できる。

実施の形態１ないし３に係る液晶表示装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る液晶表示装置の液晶表示パネル端部に実装されたソースドライバＩＣおよび各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図である。 実施の形態２に係る液晶表示装置の液晶表示パネル端部に実装されたソースドライバＩＣおよび各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図である。 実施の形態３に係る液晶表示装置の液晶表示パネル端部に実装されたソースドライバＩＣおよび各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図である。 従来のカスケード配線を用いた液晶表示装置において、液晶表示パネルにＣＯＧ実装された初段のドライバＩＣと最終段のソースドライバＩＣに入力される電源電位のリップル波形の例。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。なお、説明が重複して冗長になるのを避けるため、各図において同一または相当する機能を有する要素には同一の符号を付してある。また、以下の説明は、本発明の好適な実施の形態を示すものであって、本発明の範囲が以下の実施の形態に限定されるものではない。

実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１を図面を参照しながら詳細に説明する。図１は、本実施の形態に係る液晶表示装置の概略構成図である。図１に示したように、液晶表示パネル１０を構成するＴＦＴアレイ基板の周辺部（額縁領域）には、ゲートドライバＩＣ１１１、ソースドライバＩＣ１０１、１０２がＣＯＧ実装されており、さらにこれらドライバＩＣに電源電位／ＧＮＤ電位１３１や映像信号１４２を伝送するためにＦＰＣ１２２が実装されている。また、図２は、本実施の形態に係るソースドライバＩＣおよび各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図であり、詳しくは液晶表示装置１００の表示部である液晶表示パネル１０のソースドライバＩＣ１０１、１０２とＦＰＣ１２２および配線抵抗に着目した概略図である（図１中に一点鎖線で示した部分）。図２に示したように液晶表示装置１００の外部から入力する電源電位／ＧＮＤ電位１３１と映像信号１４２は、ＦＰＣ１２２より液晶表示パネル１０に入力される。特に映像信号１４２はガラス配線を介してタイミングコントローラ機能を有するソースドライバＩＣ１０２に供給される。

ソースドライバＩＣ１０２は、マスターＩＣとして機能し、内蔵するタイミングコントローラ機能により、映像信号を液晶表示信号に変換し、ソースドライバＩＣ１０２自身でソース配線（非図示）に印加する電圧信号を生成し、所定のタイミングに合わせてソース配線に印加するとともに、液晶表示信号１４１をガラス基板上の配線１４３を介してスレーブＩＣであるソースドライバＩＣ１０１に伝送する。ソースドライバＩＣ１０１は、自身ではタイミングに合わせる機能は動作せず、ソースドライバＩＣ１０２から入力した前記所定のタイミングに合わせてソース配線（非図示）に印加する電圧信号を生成し、ソースドライバＩＣ１０２のタイミングと同期してソース配線に印加する。

すなわち、ソースドライバＩＣ１０１とソースドライバＩＣ１０２は、本来同一の機能を持った同仕様のソースドライバＩＣであるが、マスターＩＣとして機能するソースドライバＩＣ１０２内のタイミングコントローラ機能が有効となっており、ソースドライバＩＣ１０１内のタイミングコントローラ機能は無効となっている。

一方、電源電位／ＧＮＤ電位１３１と映像信号１４２を伝送するＦＰＣ１２２は、マスターＩＣであるソースドライバＩＣ１０２の近傍にＡＣＦを介して配置されている。ＦＰＣ１２２の端部（図において上端）には、電源電位／ＧＮＤ電位１３１と映像信号１４２をソースドライバＩＣ１０１とソースドライバＩＣ１０２に接続するための複数の接続端子が配置されており、これらの接続端子は、それに対向して液晶表示パネルのＴＦＴアレイ基板端部に配置された複数の接続用端子（非図示）とＡＣＦを介して電気的に接続されている。

また、図２に示したようにＦＰＣ１２２から供給される２つの電源電位／ＧＮＤ電位１３１の対は、その一方が比較的短いガラス基板上の配線１３２を介してソースドライバＩＣ１０２に供給されるとともに、他方が比較的長いガラス基板上の配線１３３を介してソースドライバＩＣ１０１に供給される。

このようにガラス基板上の配線１３３は、配線距離が長いため、電源電位／ＧＮＤ電位の配線抵抗が大きくなる傾向があり、図５の符号２２に示した電源電位に変動（リップル）が発生する可能性がある。そこでソースドライバＩＣ１０１近傍のガラス基板上の配線１３３にリップル減衰用コンデンサ２１１（バイパスコンデンサ）を搭載したＦＰＣ２０１を接続する。

ＦＰＣ２０１内の１対の接続用端子対３０１（電源電位／ＧＮＤ電位用）は、ガラス基板上の配線１３３に対応して設けられた１対の接続用端子（非図示）とＡＣＦを介して電気的に接続されている。リップル減衰用コンデンサ２１１は図示しないＦＰＣ２０１内の１対の電源電位／ＧＮＤ電位用配線を経由して、上記接続用端子対３０１と接続されている。

ガラス基板上の配線１３３挿入されたコンデンサ２１１のノイズ除去効果により、図５の符号２１に示した波形と同程度に（従ってソースドライバＩＣ１０２の電源電位変動と同程度に）電源電位に変動を減衰することができる。

なお、図２ではＦＰＣ１２２より遠い側にコンデンサ２１１を配置しているが、ＦＰＣ１２２側に配置しても構わない。またコンデンサも複数でも構わない。ソースドライバＩＣ１０１に可能な限り近い位置にコンデンサ２１１を配置することで配線抵抗分の影響を小さくし電源電位を平滑化して過渡的な電圧低下を抑制できる。

さらに、図２に示したようにＦＰＣ２０１内の上記接続用端子対３０１は、ＦＰＣ１２２の端部に配置された電源電位／ＧＮＤ電位用接続用端子の比較的近傍に配置している。加えてＦＰＣ２０１の電源電位／ＧＮＤ電位接続用端子対３０１をＦＰＣ１２２の接続用各端子の配列方向と重なる位置に配置し、ＡＣＦ圧着ツールを所定の大きさに大型化することによりＦＰＣ２０１とＦＰＣ１２２を一度のＡＣＦ圧着工程にて、圧着することが可能となる。

また、この実施の形態１では、上述のようにＦＰＣ１２２をソースドライバＩＣ１０２の近傍に配置して、電源電位／ＧＮＤ電位用配線を短くすることが可能であったが、液晶表示装置１００に設計によっては、機械的制約などにより前記電源電位／ＧＮＤ電位用配線を短くすることが困難な場合もある。この場合はソースドライバＩＣ１０２に対応して、コンデンサを実装したＦＰＣをソースドライバＩＣ１０２の近傍に配置し、前記電源電位／ＧＮＤ電位用配線にコンデンサを接続してもよい。

実施の形態２．
以下、この発明の実施の形態２を図面を参照しながら詳細に説明する。図３は、本実施の形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１０を構成するＴＦＴアレイ基板の周辺部に実装されたソースドライバＩＣ１０１、１０２および各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図である。本実施の形態では上述の実施の形態１と同様、スレーブＩＣであるソースドライバＩＣ１０１近傍にコンデンサ２１１搭載のＦＰＣを接続するが、図３に示すようにＦＰＣの形状を変更してＬ字形状とし、コンデンサ２１１がＦＰＣ１２２の接続用各端子の配列方向と重ならない位置となるようにずらし、ソースドライバＩＣ１０１の横に配置する。

そうすることで、形状変更したＦＰＣ２０２やＦＰＣ１２２をガラス基板にＡＣＦ圧着するときにコンデンサ２１１との干渉を回避でき、ＦＰＣ２０２とＦＰＣ１２２を一度のＡＣＦ圧着工程にて、圧着することが容易にできる。

実施の形態３．
以下、この発明の実施の形態３を図面を参照しながら詳細に説明する。図４は、実施の形態３に係る液晶表示装置の液晶表示パネル１０を構成するＴＦＴアレイ基板の周辺部に実装されたソースドライバＩＣおよび各種信号および電源電位／ＧＮＤ電位配線の構成を示す平面図である。本実施の形態では、ソースドライバＩＣ１０１に加えて、２つ目のスレーブＩＣとなるソースドライバＩＣ１０３が追加されている。

そこで図４に破線で示したように、コンデンサ２１１が搭載されるＦＰＣ２０３にガラス基板上の配線１３４に対応した接続用端子対３０２と、この接続用端子対３０２と上記接続用端子対３０１とを接続する配線対３０３を追加する。さらに接続用端子対３０２とソースドライバＩＣ１０３へ供給されるガラス基板上の配線１３４上の接続端子対（非図示）とをＡＣＦ接続することで、単一層での配線の引回しが出来ないソースドライバＩＣを使用する場合でも、ＦＰＣ２０３の前記配線対を介して電源電位／ＧＮＤ電位１３１がガラス基板上の配線１３４に接続され、ソースドライバＩＣ１０３へ外部からの電源電位／ＧＮＤ電位の供給が可能となる。

また、ソースドライバＩＣ１０１と同様にソースドライバＩＣ１０３近傍にもＦＰＣ２０４を追加することでソースドライバＩＣ１０３に入力される電源電位の平滑化も可能となる。さらに、図４で示したように前記ＦＰＣ２０４は、ＦＰＣ２０３と同一外形および配線パターンを有していてもよい。

なお、前述の実施の形態３では、液晶表示パネル１０を構成するＴＦＴアレイ基板の周辺部に実装されたソースドライバＩＣの数は３つだが、実装されたソースドライバＩＣの数に特に制限はなく、４つ以上であってもよい。

なお、上述の実施の形態１ないし３では、リップル減衰用コンデンサを接続したドライバＩＣは、ソースドライバＩＣ用電源電位／ＧＮＤ電位であったが、ゲートドライバＩＣ用電源電位／ＧＮＤ電位であってもよい。さらに、実施の形態１ないし３では画像表示用の表示パネルの一例として液晶表示パネルを採用して、その実施の形態を示したが、特に表示デバイスを指定して実施する必要はなく、表示面が平面状の所謂フラットパネル・ディスプレイであればよく、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro-Mechanical System）ディスプレイなどで採用することができる。

１０ 液晶表示パネル
１００ 液晶表示装置
１０１、１０３ ソースドライバＩＣ
１０２ タイミングコントローラ内蔵ソースドライバＩＣ
１１１ ゲートドライバＩＣ
１２１、１２２ 外部供給用ＦＰＣ
１３１ 電源電位／ＧＮＤ電位
１３２、１３３、１３４ ガラス基板上の配線（電源電位／ＧＮＤ電位配線）
１４１ 液晶駆動信号
１４２ 映像信号
１４３ 信号配線
２０１、２０２、２０３、２０４ コンデンサ搭載ＦＰＣ
２１１ コンデンサ
３０１、３０２ ＦＰＣ端子対

Claims (3)

1. ＴＦＴアレイ基板の額縁領域に複数のドライバＩＣをＣＯＧ実装し、
   前記ＴＦＴアレイ基板上に形成された配線対を介して前記複数のドライバＩＣに電源電位とＧＮＤ電位を供給する画像表示装置において、
   前記ＴＦＴアレイ基板の端部に実装され、前記配線対に接続することで前記電源電位とＧＮＤ電位を供給する第１のＦＰＣと、
   前記配線対に接続されたコンデンサを実装した第２のＦＰＣが前記額縁領域の前記ドライバＩＣの近傍に配置されていること、
   を特徴とする画像表示装置。
2. 前記コンデンサが前記第１のＦＰＣの接続用各端子の配列方向と重ならない位置となるように配置されたこと、
   を特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. ２つ以上の前記ドライバＩＣのそれぞれに対応して、その近傍に前記第２のＦＰＣが配置されたこと、
   を特徴とする請求項１または２に記載の画像表示装置。

Images