JP3730220B2

JP3730220B2 - 液晶表示装置

Info

Publication number: JP3730220B2
Application number: JP2003010488A
Authority: JP
Inventors: 博司栗原; 武田中; 牧子池田; 康之三島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2003-01-20
Filing date: 2003-01-20
Publication date: 2005-12-21
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: JP2003202586A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、液晶表示装置に係わり、特に、液晶表示パネルにおける額縁部分の省スペース化に適用して有効な技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液晶表示装置の１つとして、ＴＦＴ方式の液晶表示モジュールが公知である。
【０００３】
図８は、前記液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【０００４】
図８において、１００はＴＦＴ方式の液晶表示パネル（ＬＣＤ：ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）、１０１はドレインドライバ（ドレイン駆動回路）、１０２は信号電極、１０３は走査電極、１０４はゲートドライバ（ゲート駆動回路）、１１０は表示領域、１２０は１個の半導体集積回路（ＬＳＩ：ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）より構成される表示制御装置、１２１、１２４は制御信号線、１２２はデータバスである。
【０００５】
液晶表示パネル１００は、６４０×３×４８０画素から構成され、この液晶表示パネル１００の上下にドレインドライバ１０１が配置される。
【０００６】
前記ドレインドライバ１０１の出力端子に接続されるそれぞれの信号電極１０２は、交互に列方向の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：ＴｈｉｎＦｉｌｍＴｒａｎｓｉｓｔｏｒ）のドレイン端子に接続され、ドレインドライバ１０１から薄膜トランジスタに液晶を駆動するための信号電圧が供給される。
【０００７】
また、液晶表示パネル１００の側面には、ゲートドライバ１０４が配置され、ゲートドライバ１０４の出力端子に接続されるそれぞれ走査電極１０３は、行方向の薄膜トランジスタのゲート端子に接続される。
【０００８】
前記ゲートドライバ１０４からそれぞれの走査電極１０３に、１水平動作時間走査電圧を供給し、１水平動作時間行方向のそれぞれの薄膜トランジスタのゲートに走査電圧を供給する。
【０００９】
また、前記ゲートドライバ１０４からは、さらにコモン電極にコモン電圧が供給される。
【００１０】
１個の半導体集積回路（ＬＳＩ：ＬａｒｇｅＳｃａｌｅＩｎｔｅｇｒａｔｅｄｃｉｒｃｕｉｔ）より構成される表示制御装置１１０は、本体のコンピュータからの表示用データと表示制御信号を受け取り、これを基にドレインドライバ１０１、ゲートドライバ１０４を駆動する。
【００１１】
また、ドレインドライバ１０１は、上下に配置されているので、このドレインドライバ１０１を駆動するための信号は、制御信号１２１および表示用データバス１２２共に２系統有している。
【００１２】
なお、点線で示される領域は、液晶表示パネル１００の表示領域１１０である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記図８に示す液晶表示モジュールにおいては、ドレインドライバ１０１が、液晶表示パネル１００の上下に配置されているので、液晶表示モジュールの額縁の部分は上下とも同じ長さ（面積）を必要とする。
【００１４】
さらに、ゲートドライバ１０４が左側に配置されているので、液晶表示モジュールの額縁の部分は左側にも大きな面積が必要である。
【００１５】
一方、市場ニーズの１つとして、表示領域１１０は大きく、額縁はできるだけ小さくという要求がある。
【００１６】
また、液晶ディスプレイの大画面化を行う場合、１本の信号電極１０２あるいは走査電極１０３に接続される薄膜トランジスタの数が大幅に増加するため、ドレインドライバ１０１およびゲートドライバの１０４の数が大幅に増加してしまうという問題があった。
【００１７】
本発明は、前記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、液晶表示装置において、液晶表示パネルの外形寸法に対して表示領域を大きくすることが可能な技術を提供することにある。
【００１８】
また、本発明の他の目的は、液晶表示装置において、液晶表示パネル内の複数の電極に駆動電圧を印加する駆動回路の数を低減することが可能となる技術を提供することにある。
【００１９】
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろう。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００２１】
（１）液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に形成される複数の電極とを有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの複数の電極に前記液晶層を駆動する電圧を供給する複数の駆動回路とを、少なくとも有する液晶表示装置において、前記複数の駆動回路を、前記液晶表示パネルの一辺に配置したことを特徴とする。
【００２２】
（２）前記（１）の手段において、前記液晶表示パネルが切り替え手段を有し、前記複数の駆動回路より時分割で供給される前記液晶層を駆動する電圧を、前記切り替え手段で切り替えて前記複数の電極に供給することを特徴とする。
【００２３】
【作用】
前記（１）の手段によれば、液晶表示パネルの複数の電極に液晶層を駆動する電圧を供給する複数の駆動回路を、液晶表示パネルの一辺に配置するようにしたので、液晶表示パネルの額縁の面積を小さくすることが可能となり、液晶表示パネルの外形寸法に対して表示領域を大きくすることが可能となる。
【００２４】
前記（２）の手段によれば、液晶表示パネルに切り替え手段を設け、複数の駆動回路から時分割供給される液晶層を駆動する電圧を、切り替え手段で切り替えて複数の電極に供給するようにしたので、駆動回路の数を低減することが可能となる。
【００２５】
【実施例】
以下、本発明を液晶表示モジュールに適用した実施例について図面を参照して詳細に説明する。
【００２６】
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【００２７】
〔実施例１〕
図１は、本発明の一実施例（実施例１）である液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【００２８】
図１において、１００はＴＦＴ方式の液晶表示パネル、１０１はドレインドライバ、１０２は信号電極（ドレイン信号線）、１０３は走査電極（ゲート信号線）、１０４はゲートドライバ、１０５は駆動回路基板、１１０は表示領域、１１２はドレイン用配線、１１３はゲート用配線、１２０は表示制御装置、１２１、１２４は制御信号線、１２２はデータバスである。
【００２９】
液晶表示パネル１００は、６４０×３×４８０画素から構成され、この液晶表示パネル１００の一辺にドレインドライバ１０１、ゲートドライバ１０４が配置される。
【００３０】
ここで、ドレインドライバ１０１およびゲートドライバ１０４は、それぞれ駆動ＩＣチップで構成される。
【００３１】
なお、前記駆動ＩＣチップは、テープ・オートメイティド・ボンディング法（ＴＡＢ）によりテープキャリアパッケージに実装され、さらに、前記テープキャリアパッケージは、駆動用回路基板１０５にコンデンサ等と一緒に搭載される。
【００３２】
前記ドレインドライバ１０１の出力を、ドレイン用配線１１２で信号電極１０２に供給する。
【００３３】
同じく、前記ゲートドライバ１０４の出力を、ゲート用配線１１３で走査電極１０３に供給する。
【００３４】
前記ドレイン用配線１１２およびゲート用配線１１３は、信号電極１０２および走査電極１０３と同じように微細加工技術を用いた導体層の電極で形成される。
【００３５】
また、それぞれの信号電極１０２は、列方向の薄膜トランジスタのドレイン端子に接続され、それぞれの走査電極１０３は、行方向の薄膜トランジスタのゲート端子に接続される。
【００３６】
ここで、前記信号電極１０２と、走査電極１０３とは、互いに直交している。
【００３７】
また、前記ゲートドライバ１０４からは、さらにコモン電極にコモン電圧が供給される。
【００３８】
この場合、ゲートドライバ１０４の出力を走査電極１０３に供給するゲート用配線１１３は走査電極１０３と同じ幅で形成できるので、液晶表示パネル１００の側面に占める面積は極くわずかなものである。
【００３９】
表示制御装置１２０は、本体コンピュータとのインタフェースの役割をもち、本体コンピュータから送信されてくる制御信号であるクロック、表示用データおよび同期信号を基に、ドレインドライバ１０１およびゲートドライバ１０４の駆動を行う。
【００４０】
本実施例１の液晶表示モジュールの制御装置１２０は、前記図８に示す液晶表示モジュールの制御装置１２０とは異なり、本体コンピュータから送信されてくる単純１列の表示データを、ドレインドライバ１０１に出力する。
【００４１】
以上説明したように、本実施例１によれば、信号電極１０２および走査電極１０３を液晶表示パネル１００の一辺に配置するようにしたので、液晶表示パネル１００の額縁の面積を小さくでき、液晶表示装置の外形寸法にくらべ表示領域を大きくすることが可能となる。
【００４２】
〔実施例２〕
図２は、本発明の他の実施例（実施例２）である液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【００４３】
図２において、１００は液晶表示パネル、１０１はドレインドライバ、１０２は信号電極、１０３は走査電極、１０４はゲートドライバ、１０５は駆動回路基板を、１１０は表示領域、１１２はドレイン用配線、１１３はゲート用配線、５０１は走査電極選択回路、５０２は信号電極選択回路である。
【００４４】
図２に示す走査電極選択回路５０１は、ゲートドライバ１０４のｎ個の出力端子の出力を切り替えることにより、２ｎ本の走査電極を駆動し、また、信号電極選択回路５０２は、ドレインドライバ１０１のｍ個の出力端子の出力を切り替えることにより、２ｍ本の信号電極を駆動する。
【００４５】
なお、走査電極選択回路５０１および信号電極選択回路５０２は、本発明の切り替え手段を構成する。
【００４６】
図３は、図２に示す走査電極選択回路５０１の概略構成を示すブロック図である。
【００４７】
図３において、６０１はスイッチであり、「ｉｎ端子」から入力される走査電圧を、「Ｓ端子」の信号レベルが「Ｈ」の時は「ｏｕｔ１端子」に、「Ｓ端子」の信号レベルが「Ｌ」の時は「ｏｕｔ２端子」にそれぞれ出力する。
【００４８】
前記走査電極選択回路５０１はｎ個のスイッチ６０１を用い、前記ｎ個のスイッチ６０１を走査電極選択回路切り替え信号で切り替えることにより、ゲートドライバ１０４のｎ個の出力端子の出力で走査電極１０３を２ｎ本駆動する。
【００４９】
図４は、前記走査電極選択回路５０１と走査電極（Ｇ１〜Ｇ２ｎ）との接続方法の一例を示す図である。
【００５０】
前記走査電極選択回路５０１内の走査電極（Ｇ１〜Ｇ２ｎ）と接続される走査電極接続配線（ＳＧ１〜ＳＧ２ｎ）は同一面に形成する必要があるが、図４から明らかなように、走査電極接続配線（ＳＧｎ＋１〜ＳＧ２ｎ）は、走査電極接続配線（ＳＧ１〜ＳＧｎ）と交差する。
【００５１】
そのため、図４に示す接続方法では、走査電極接続配線（ＳＧｎ＋１〜ＳＧ２ｎ）を絶縁膜の下を通すようにして、走査電極接続配線（ＳＧ１〜ＳＧ２ｎ）を同一面に形成するようにしている。
【００５２】
図５は、図２に示す信号電極選択回路５０２の概略構成を示すブロック図である。
【００５３】
図５において、７０１はスイッチであり、「ＩＮ端子」から入力される信号電圧（例えば、６４階調の信号電圧）を、「Ｓ端子」の信号レベルが「Ｈ」の時は「ｏｕｔ１端子」に、「Ｓ端子」の信号レベルが「Ｌ」の時は「ｏｕｔ２端子」にそれぞれ出力する。
【００５４】
前記信号電極選択回路５０２はｍ個のスイッチ７０１を用い、信号電極選択回路切り替え信号でスイッチ７０１を切り替えることにより、ドレインドライバ１０１のｍ個の出力端子の出力で信号電極１０２を２ｍ本駆動する。
【００５５】
なお、スイッチ６０１およびスイッチ７０１としては、普通のスイッチング素子を用いる。
【００５６】
図６は、図２に示す走査電極選択回路５０１のタイミングチャートを示す図である。
【００５７】
図６を用いて、走査電極選択回路５０１の動作を説明する。
【００５８】
図６において、Ｘ１〜Ｘｎは、ゲートドライバ１０４のそれぞれの出力端子から出力される走査電圧を示しており、ゲートドライバ１０４は、「１」番目の出力端子から「ｎ」番目の出力端子へ順次「Ｈレベルの走査電圧」を出力する。
【００５９】
また、「ｎ」番目の出力端子から「Ｈレベルの走査電圧」を出力した後は、また、「１」番目の出力端子に戻り、再び、「１」番目の出力端子から「ｎ」番目の出力端子へ順次「Ｈレベルの走査電圧」を出力する。
【００６０】
ゲートドライバ１０４は、前記した動作をＴ０〜Ｔｎ−１の周期で繰り返す。
【００６１】
一方、走査電極選択回路切り替え信号はＴ０〜Ｔ２ｎの周期で変化し、Ｔ０からＴｎ−１までの間は「Ｈ」を、Ｔｎ〜Ｔ２ｎの間は「Ｌ」を出力する。
【００６２】
この結果、走査電極選択回路切り替え信号が「Ｈ」の間、すなわちＴ０〜Ｔｎ−１の間はスイッチ６０１は「ｏｕｔ１」が選択されているので、Ｇ１〜Ｇｎへ順に走査電圧が出力される。
【００６３】
一方、走査電極選択回路切り替え信号が「Ｌ」の間、すなわちＴｎ〜Ｔ２ｎの間はデジタルスイッチ６０１の出力は「ｏｕｔ２」が選択されているので、Ｇｎ＋１〜Ｇ２ｎへ順に走査電圧が出力される。
【００６４】
以降、前記Ｔ０〜Ｔ２ｎの動作を繰り返すことにより、ゲートドライバｎ本の出力で２ｎ本の走査電極Ｇ１〜Ｇ２ｎを駆動することができる。
【００６５】
図７は、図２に示す信号電極選択回路５０２のタイミングチャートを示す図である。
【００６６】
図７を用いて、信号電極選択回路５０２動作を説明する。
【００６７】
ここで、ドレインドライバ１０１はｍ本の出力端子を有しており、２ｍ本の信号電極１０２を駆動する。
【００６８】
そのため、信号電極選択回路５０２は、ドレインドライバ１０１の「ｋ」番目の出力端子が、互いに隣接する「２ｋ−１番目の信号電極」と「２ｋ番目の信号電極」とを駆動するように、ドレインドライバ１０１の出力端子と信号電極とを接続する。
【００６９】
図７において、Ｓｍはドレインドライバ１０１の「ｍ」番目の出力端子の信号電圧を示している。
【００７０】
ドレインドライバ１０１は、１走査期間の１／２の期間で信号電圧を出力し、また、信号電極選択回路切り替え信号は、１走査期間の１／２の期間で、前記ドレインドライバ１０１出力の周期に同期させて切り替える。
【００７１】
したがって、Ｔ０〜Ｔ１の期間では、信号電極選択回路切り替え信号が「Ｈ」であり、その出力に信号電極Ｄ２ｍ−１が接続されるので、ドレインドライバ１０１の「ｍ」番目の出力端子の信号電圧Ｓｍ（図７に示す「Ａ０」）は、信号電極Ｄ２ｍ−１に出力される。
【００７２】
次のＴ１〜Ｔ２の期間では、信号選択回路切り替え信号が「Ｌ」であり、その出力に信号電極Ｄ２ｍが接続されるので、ドレインドライバ１０１の「ｍ」番目の出力端子の信号電圧Ｓｍ（図７に示す「Ａ１」）が、信号電極Ｄ２ｍに出力される。
【００７３】
また、信号電極Ｄ２ｍ−１は、スイッチ７０１の「ｏｕｔ１」が「ハイインピーダンス」となるので、「Ａ０」が出力されたままとなる。
【００７４】
このように、１走査期間内に奇数番目と偶数番目の信号電極１０２を切り替えて、ドレインドライバ１０１のｍ本の出力端子から２ｍ本の信号電極Ｄ１〜Ｄ２ｍに、表示データとなる信号電圧を供給する。
【００７５】
以上説明したように、本実施例２よれば、走査電極選択回路５０１および信号電極選択回路５０２を液晶表示パネル１００に設け、ゲートドライバ１０４の出力を走査電極選択回路５０１を介して走査電極１０３に、一方、ドレインドライバ１０１の出力を信号電極選択回路５０２を介して信号電極１０２にそれぞれ供給することにより、ゲートドライバ１０４およびドレインドライバ１０１の数を削減することが可能となる。
【００７６】
さらに、ゲート用配線１１３およびドレイン用配線１１２がそれぞれ１／２となり、液晶表示パネル１００の額縁に占めるこれら配線の面積を小さくできるので、液晶表示装置の外形寸法に対して表示領域１１０を大きくすることが可能となる。
【００７７】
なお、本実施例２では、ドレイン用配線１１２およびゲート用配線１１３を１／２に削減したが、走査電極選択回路５０１および信号電極選択回路５０２において、ゲート用配線１１３およびドレイン用配線１１２をｉ（ｉ≧３）本の信号電極およびｉ本の走査電極に接続することにより、１／３，１／４とさらに削減可能なことは言うまでもない。
【００７８】
また、前記各実施例の薄膜トランジスタとしては、アモルファスシリコン薄膜トランジスタ素子、ポリシリコン薄膜トランジスタ素子、シリコンウエハ上のＭＯＳ型トランジスタ、有機ＴＦＴを用いることが可能であり、さらに、薄膜トランジスタに代えて、ＭＩＭ（Ｍｅｔａｌ−Ｉｎｓｕｌａｔｏｒ−Ｍｅｔａｌ）ダイオード等の２端子素素子を用いることも可能である。
【００７９】
さらに、本発明は、ＴＦＴ方式の液晶表示装置に限らず、単純マトリックス型液晶表示装置に適用可能であることは言うまでもない。
【００８０】
以上、本発明を実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更し得ることは言うまでもない。
【００８１】
【発明の効果】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
【００８２】
（１）本発明によれば、液晶表示装置における液晶表示パネルの外形寸法に対して表示領域を大きくすることが可能となる。
【００８３】
（２）本発明によれば、液晶表示装置における液晶表示パネルの各電極に液晶層を駆動する電圧を供給する駆動回路の数を低減することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の一実施例（実施例１）である液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の他の実施例（実施例２）である液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図２に示す走査電極選択回路５０１の概略構成を示すブロック図である。
【図４】前記走査電極選択回路５０１と走査電極（Ｇ１〜Ｇ２ｎ）との接続方法の一例を示す図である。
【図５】図２に示す信号電極選択回路５０２の概略構成を示すブロック図である。
【図６】図２に示す走査電極選択回路５０１のタイミングチャートを示す図である。
【図７】図２に示す信号電極選択回路５０２のタイミングチャートを示す図である。
【図８】従来の液晶表示モジュールの概略構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
１００…ＴＦＴ方式の液晶表示パネル、１０１…ドレインドライバ、１０２…信号電極（ドレイン信号線）、１０３…走査電極（ゲート信号線）、１０４…ゲートドライバ、１０５…駆動回路基板、１１０…表示領域、１１２…ドレイン用配線、１１３…ゲート用配線、１２０…表示制御装置、１２１、１２４…制御信号線、１２２…データバス、５０１…走査電極選択回路、５０２…信号電極選択回路、６０１，７０１…スイッチ。

Claims

液晶層を挟持する一対の基板と、前記一対の基板の少なくとも一方の基板上に形成され少なくとも表示領域を通る複数本の電極とを有する液晶表示パネルと、前記液晶表示パネルの複数本の電極に電圧を供給する駆動ＩＣチップとを、少なくとも有する液晶表示装置において、
走査電圧を供給する駆動ＩＣチップと液晶駆動電圧を供給する駆動ＩＣチップとが前記液晶表示パネルの一辺である第１の辺のみに配置されているとともに、
前記駆動ＩＣチップの出力端子からの出力の一部は、配線により前記液晶表示パネルの前記第１の辺とは異なる第２の辺に引き回された後、前記駆動ＩＣチップの出力端子から出力される電圧を前記出力端子１つにつき前記複数本の電極のうちの２本以上に対応させて時分割で切り替えて電圧を供給する切り替え手段を介して前記電極に供給され、
出力の一部が前記第２の辺に引き回された前記駆動ＩＣチップは、
前記第２の辺から、前記駆動ＩＣチップの辺のうち、前記第２の辺から最も遠い辺までの距離が、
前記第２の辺から、前記第２の辺側の表示領域端部までの距離よりも、大きいことを特徴とする液晶表示装置。
前記液晶表示パネルは、ポリシリコン薄膜トランジスタ素子を有することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記出力端子からの出力の一部が、前記第２の辺に引き回された後、前記駆動ＩＣチップの出力端子から出力される電圧を前記出力端子１つにつき前記複数本の電極のうちの２本以上に対応させて時分割で切り替えて電圧を供給する切り替え手段を介して前記電極に供給される前記駆動ＩＣチップは、
走査電圧を供給する駆動ＩＣチップであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の液晶表示装置。
前記走査電圧を供給する前記駆動ＩＣチップは、前記駆動ＩＣチップの出力端子から出力される電圧を前記出力端子１つにつき前記複数本の電極のうち２本以上に対応させて時分割で切り替えて電圧を供給する切り替え手段を介して前記電極に供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記液晶駆動電圧を供給する前記駆動ＩＣチップは、前記駆動ＩＣチップの出力端子から出力される電圧を前記出力端子１つにつき前記複数本の電極のうち２本以上に対応させて時分割で切り替えて電圧を供給する切り替え手段を介して前記電極に供給することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記走査電圧を供給する駆動ＩＣチップと前記液晶駆動電圧を供給する駆動ＩＣチップの全てが、前記駆動ＩＣチップの出力端子から出力される電圧を前記出力端子１つにつき前記複数本の電極のうち２本以上に対応させて時分割で切り替えて電圧を供給する切り替え手段を介して前記電極に供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液晶表示装置。