JP4673801B2 - 液晶表示装置及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は液晶表示装置及びその製造方法に関する。

液晶表示装置は上下部の透明絶縁基板の間に異方性誘電率を持つ液晶物質を入れ込んでおいて、液晶物質に形成される電界の強さを調整して液晶物質の分子配列を変更させ、透明絶縁基板に透過される光の量を調節することで画像を表示する表示装置である。

液晶表示装置では薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をスイチング素子で利用する薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ ＬＣＤ）が主に使われている。

このような液晶表示装置はゲートラインとデータラインで領域が定義されるいくつかのピクセルから成り画像を表示する液晶パネルと、液晶パネルを駆動する駆動回路部を備える。

駆動回路部は液晶パネルのゲートライン、データラインをそれぞれ駆動するゲートドライバ及びソースドライバと、この駆動タイミングを制御するタイミングコントローラ、液晶パネルと駆動回路部の駆動に必要な駆動電圧を供給する電源部などを備える。

ゲートドライバとソースドライバはいくつかの集積回路（ＩＣ）で分離してチップ形態に製作されて、それぞれはテープキャリアパッケージ（ＴＣＰ）上でオープンされた集積回路領域に実装される構造、テープキャリアパッケージのベースフィルム上に実装された後タップ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ：ＴＡＢ）方式で液晶パネルと電気的に接続されるチップオンフィルム（ＣＯＦ）構造、液晶パネル上に直接実装されるチップオンガラス（ＣＯＧ）構造などに形成される。

図１及び図２は従来技術による液晶表示装置の概略的な構成図として、図１はノート・パソコンＰＣに一般的に適用される構造を、図２はチップオンガラスタイプ直列接続構造をそれぞれ示している。

図１のような構造を持つ液晶表示装置の場合、タイミングコントローラ１３２から出力されるビデオデータ及び制御信号(ゲート制御信号及びデータ制御信号)と、電源部１３１から出力される駆動電圧(基準電源)は印刷回路基板（ ＰＣＢ）１３０上に配置されるティー・ボーン（Ｔ−ｂｏｎｅ）構造の信号ラインを通じて各ソースドライバ１２１やゲートドライバ１１１に全て印加される。

タイミングコントローラ１３２と電源部１３１はチップ形態に製作され印刷回路基板１３０上に実装されて、ゲートドライバ１１１及びソースドライバ１２１はテープキャリアパッケージ１１０、１２０にそれぞれ実装されて液晶パネル１００と接続される。

ソースドライバ１２１は、テープキャリアパッケージ１２０を通じて印刷回路基板１３０上に実装されたタイミングコントローラ１３２からデータ制御信号及びビデオデータを、電源部１３１から駆動電圧をそれぞれ供給されて、ゲートドライバ１１１はテープキャリアパッケージ１１０を通じてタイミングコントローラ１３２及び電源部１３１からゲート制御信号と駆動電圧を供給される。

このような構造では、ソースドライバ１２１やゲートドライバ１１１に信号を印加するために大面積の印刷回路基板１３０が必然的に必要になり、ソースドライバ１２１やゲートドライバ１１１を液晶パネル１００の外郭にボンディングしてチップオンガラス構造に変更しても大きい面積を有する印刷回路基板１３０使用が求められている。

一方、図２のような構造を持つ液晶表示装置の場合、ソースドライバ１２１及びゲートドライバ１１１はチップオンガラスタイプで液晶パネル１００上に実装され、また、 フレキシブルプリント回路（ＦＰＣ）を経った後、液晶パネル１００に形成されるラインオンガラス（ＬＯＧ）タイプの信号ラインを通じて印刷回路基板１３０上のタイミングコントローラ１３２及び電源部１３１から制御信号、ビデオデータ及び駆動電圧を供給受ける。

ゲートドライバ１１１はソースドライバ１２１に比べて相対的に少ない種類の信号が受信されるので、 ゲートドライバ１１１に信号を供給する印刷回路基板を別に構成しないで、 信号ラインをラインオンガラス型で液晶パネル上に形成することもできる。

このような構造の場合、液晶パネル１００上にボンディングされているゲートドライバ１１１及びソースドライバ１２１に駆動電圧と制御信号などを供給するために必ずフレキシブルプリント回路１４０を通すようになって、この時、次のような問題点があった。

第一に、チップオンガラスのボンディング工程と、フレキシブルプリント回路基板の製造工程の２工程必要となるため、工程数及び所要材料が増加された。

第二に、ラインオンガラスの抵抗、チップオンガラスの内部配線抵抗及びボンディング抵抗が増加されるため出力偏差が増加して、画像品質が低下された。

第三に、フレキシブルプリント回路を適用するによって材料費が上昇した。

したがって、本発明の目的は、直列接続構造において、大幅な変更をせずに作業工程にポンディング工程を統合して、印刷回路基板の必要面積を減らしながらフレキシブルプリント回路の必要性を無くすことで材料費を減少させて、配線抵抗を減らして画像不良を改善することができる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、このような液晶表示装置を效率的に製造することができる液晶表示装置の製造方法を提供することにある。

本発明が解決しようとする技術的課題は以上で言及した技術的課題に制限されなく、言及されなかった他の技術的課題は下の記載から本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に明確に理解されることができるであろう。

前記技術的課題を果たすための本発明の一つの実施形態による液晶表示装置は、お互いに交差されるゲートライン及びデータラインによって定義される複数の画素を含み、オンガラスタイプの第１信号ライン群が形成されている液晶パネルと、前記データラインを通じてデータ信号を前記液晶パネルに提供するソースドライバが搭載されて、前記第１信号ライン群にそれぞれ繋がる第２信号ライン群が形成されていて、直列構造で前記液晶パネル上に実装される複数のテープキャリアパッケージと、複数の駆動信号と制御信号を前記液晶パネルに供給するように前記複数のテープキャリアパッケージの内で少なくとも一つと直接結合される印刷回路基板を含むことを特徴とする。

ここで、前記印刷回路基板は、直接結合された前記複数のテープキャリアパッケージ内の一つを通じてテープキャリアパッケージの全てと直列接続されることを特徴とする。

ここで、前記印刷回路基板は、ソースドライバ用制御信号とデータ信号を供給するためのデータ信号ラインが形成されていて、前記複数のテープキャリアパッケージ内の一つを通じて前記ソースドライバと電気的に繋がれることを特徴とする。

ここで、前記複数のテープキャリアパッケージのそれぞれは、前記印刷回路基板のデータ信号ラインにそれぞれ電気的に繋がる第３信号ライン群が形成されることを特徴とする。

ここで、前記印刷回路基板は、ゲートドライバ用制御信号と駆動信号を供給するためのゲート信号ラインが形成されていて、前記複数のテープキャリアパッケージ内の一つを通じて前記ゲートドライバと電気的に繋がることを特徴とする。

ここで、前記複数のテープキャリアパッケージそれぞれは、前記印刷回路基板のゲート信号ラインにそれぞれ電気的に繋がる第４信号ライン群が形成されることを特徴とする。 ここで、前記液晶表示装置は、前記ゲートドライバが搭載された複数の第２テープキャリアパッケージを追更に含む、または前記ゲートドライバはチップオンフィルム形態で前記液晶パネルの外郭に搭載されることができる。

ここで、前記複数のテープキャリアパッケージそれぞれはゲートドライバ用ゲート信号ライン及びソースドライバ用データ信号ラインが一緒に形成されていることを特徴とする。

本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の製造方法は、ａ）お互いに交差されるゲートライン及びデータラインに定義される複数の画素からなる液晶パネルを製造する段階と、ｂ）前記液晶パネルの外郭に直接配置されるラインオンガラスタイプの第１信号ライン群を形成する段階と、ｃ）複数の第１テープキャリアパッケージ上にそれぞれソースドライバを搭載して、前記第１信号ライン群にそれぞれ繋がれる第２ライン群を形成して、同時に前記ソースドライバにデータ制御信号及び駆動電圧を印加する第３信号ライン群を形成する段階と、ｄ）前記第２信号ライン群が前記第１信号ライン群に直列接続されるように前記第１テープキャリアパッケージを前記液晶パネルに連結する段階と、ｅ）複数の駆動信号と制御信号を前記液晶パネルに供給するための印刷回路基板を前記複数の第１テープキャリアパッケージ内の少なくとも一つと直接結合する段階を含むことを特徴とする。

その他実施形態の具体的な事項は詳細な説明及び図面に含まれている。

前記のように成る本発明の一つの実施形態による液晶表示装置は、直列接続構造において作業工程に大幅な変更をせずにポンディング工程を統合して、 印刷回路基板の必要面積を減らしながらフレキシブルプリント回路の必要性を無くして材料費を減少させて、配線抵抗を減らして画像不良を改善することができる。

また、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の製造方法はこのような液晶表示装置を效率的に製造することができる。

本発明の利点及び特徴、そしてそれをを果たす方法は添付される図面と共に詳細に後述されている実施形態を参照すれば明確になる。明細書全体にかけて同一参照符号は同一構成要素を指称する。

以下、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置及びその製造方法に対して添付された図面を参照して詳しく説明する。

図３は本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の概略的な構成図である。

図３を参照すると、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置は液晶パネル２００、第１信号ライン群（ＳＬ１）、ソースドライバ２２１が実装された第１テープキャリアパッケージ２２０、ゲートドライバ２１１が実装された第２テープキャリアパッケージ２１０、印刷回路基板２３０などを含むように構成される。

液晶パネル２００はお互いに交差されるゲートライン（ＧＬ）及びデータライン（ＤＬ）に定義されるピクセル（Ｐ）から成り、ピクセル単位で薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が配置されていて、ゲートライン（ＧＬ）を通じて供給されるスキャン信号と、データライン（ＤＬ）を通じて供給されるアナログ画素電圧によって画像を表示する。

第１信号ライン群（ＳＬ１）はラインオンガラスタイプで液晶パネル２００の外郭に直接形成される。

ゲートドライバ２１１はゲートラインに順にスキャン信号を供給する素子で、図３ではゲートドライバ２１１が第２テープキャリアパッケージ２１０上に搭載されて液晶パネル２００に結合された場合を示している。

第１テープキャリアパッケージ２２０にはソースドライバ２２１が搭載されて、第１信号ライン群（ＳＬ１）に直列接続されてソースドライバ２２１でデータ制御信号及び駆動電圧を印加する第２信号ライン群（ＳＬ２）が形成される。ソースドライバ２２１は印刷回路基板２３０上のタイミングコントローラ２３１からビデオデータが入力されればガンマ電圧を利用してビデオデータをアナログ画素電圧に変換した後、変換されたアナログ画素電圧をデータラインに供給する。

印刷回路基板２３０はゲートドライバ２１１及びソースドライバ２２１の駆動タイミングをそれぞれ制御するゲート制御信号及びデータ制御信号、ビデオデータを供給するタイミングコントローラ２３１と、入力電源を利用して各構成要素の駆動電圧(基準電源)を生成する電源部２３２などを含むように構成される。

データ制御信号ではソーススタートパルス（SSＰ）、ソースシフトクロック（ ＳＳＣ）、ソース出力イネーブル（ＳＯＣ）、極性信号（Ｐｏｌａｒｉｔｙ： ＰＯＬ） などが含まれて、ゲート制御信号ではゲートスタートパルス（ ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（ ＧＳＣ）、ゲート出力イネーブル（ＧＯＥ）などが含まれる。

駆動電圧はゲートハイ電圧（ＶＧＨ）、ゲートロー電圧（ＶＧＬ）、共通電圧（ＶＣＯＭ）、グラウンド電圧（ＧＮＤ）、電源電圧（ＶＣＣ）などの直流電圧を含む。
このような印刷回路基板２３０は第１テープキャリアパッケージ２２０の内でいずれの一つとだけ直接結合されて、これを通じて他の第１テープキャリアパッケージ２２０と接続されるようにすることで、必要面積を最小化することができる。

図４は本発明の他の実施形態による液晶表示装置の概略的な構成図として、ゲートドライバ２１１がチップオンフィルム形態で液晶パネル２００の外郭に直接搭載された場合を示している。

図３や図４のように、ラインオンガラス（ＬＯＧ）構造とチップオンフィルム（ＣＯＦ）構造をソースドライバ２２１に適用することで、作業工程に大きい変化なしに直列接続構造を活用することができる。

また、本発明において、集積回路化されたチップ形態のゲートドライバ２１１を利用しないで、ゲートドライバ２１１回路を液晶パネル２００の透明絶縁基板上に直接構成して部品単価を低めるなどの効果を発生させる実施形態が追加的に具現されることもできる。

このような場合、透明絶縁基板上にはゲートドライバ２１１の機能を遂行するシフトレジスター、レベルシフター、出力バッファーなどの素子の含まれた回路が具現される。より具体的に注意深くみれば、シフトレジスターはタイミングコントローラ２３１から送信されるゲートスタートパルス（ＧＳＰ）、ゲートシフトクロック（ＧＳＣ）に回答して順にシフトパルスを発生する。

それでは、レベルシフターはゲート出力イネーブル（ＧＤＥ）を供給受けて、ゲート出力イネーブル（ＧＤＥ）の活性化領域内でシフトパルスに対応するスキャン信号を１水平週期ごとに生成して出力バッファーで供給するようになって、出力バッファーはレベルシフターから供給されるスキャン信号を順にゲートラインで供給してゲートラインを順に駆動する。

一方、図５は本発明の実施形態による液晶表示装置の詳細構成図である。

図５を参照すると、本発明の一つの実施形態による液晶表示装置で、まず、液晶パネル２００は画素部、ゲートパッド部及びデータパッド部から成る表示領域、そして複数の ＴＣＰ２２０が実装されて、第１信号ライン群（ＳＬ１）が形成された非表示領域に区別できる。

したがって、液晶パネル２００の外郭部分に形成された第１信号ライン群（ＳＬ１）とＴＣＰ２２０上に形成された第２信号ライン群（ＳＬ２）がそれぞれ相互に繋がる。この時、それぞれのＴＣＰ２２０上にはそれぞれのソースドライバ２２１が実装されて、前記第１信号ライン群（ＳＬ１）にそれぞれ繋がる第２信号ライン群（ＳＬ２）が形成されていて、またＰＣＢ２３０のタイミング制御部２３１から提供される信号ライン群（ＳＬ４）にそれぞれ繋がれる第３信号ライン群（ＳＬ３）が形成されている。この時、前記第２信号ライン群（ＳＬ２）は前記第３信号ライン群（ＳＬ３）から分岐されることができる。
この時、複数のＴＣＰ２２０に直列方式に形成された第１信号ライン群（ＳＬ１）及び第２信号ライン群が繋がることができる。

ここで、図面符号ＡはＰＣＢ２３０及びＴＣＰ２２０が相互に繋がる部分を示しており、図面符号ＢはＴＣＰ２２０及び液晶パネル２００上の第１信号ライン群が繋がる部分を示している。

一方、ゲートドライバがＣＯＧタイプのガラス基板、すなわち液晶パネル２００上に実装される場合、タイミング制御部２３１からゲート信号及び電源ラインが前記ＴＣＰ２２０を経った後ゲートドライバに印加されることができる。例えば、ゲート信号はタイミング制御部２３１から第５信号ライン群(ＳＬ５)を通じて出力されて、ＴＣＰ２２０上の第６信号ライン群（ＳＬ６）を経由して、ＬＯＧ方式に形成されている第７信号ライン群（ＳＬ７）にそれぞれ繋がることができる。結局、このようなゲート信号はゲートドライバ上にそれぞれ電気的に繋がるようになる。

図６は本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の製造方法を示した流れ図である。先ず、お互いに交差されるゲートライン及びデータラインに定義されるピクセルから成り、ゲートライン及びデータラインの交差部位に薄膜トランジスタが配置されて、ゲートラインを通じて供給されるスキャン信号と、データラインを通じて供給されるアナログ画素電圧によってピクセル単位で画像を表示する液晶パネル２００を製造する（Ｓ１００）。
次に、液晶パネル２００の外郭に直接配置されるラインオンガラスタイプの第１信号ライン群（ＳＬ１）を形成する（Ｓ１１０）。

次に、ゲートラインに順にスキャン信号を供給するゲートドライバ２１１を液晶パネル２００に結合する（Ｓ１２０）。ここで、ゲートドライバ２１１は第２テープキャリアパッケージ２１０に搭載されて液晶パネル２００と結合されるように構成するか、またはチップオンフィルム形態で液晶パネルの外郭に直接搭載されるように構成することができる。
次に、第１テープキャリアパッケージ２２０上にビデオデータが入力されればビデオデータに対応するアナログ画素電圧をデータラインに供給するソースドライバ２２１を搭載して、ソースドライバ２２１でデータ制御信号及び駆動電圧を印加する第２信号ライン群（ＳＬ２）を形成する（Ｓ１３０）。

次に、第２信号ライン群（ＳＬ２）が第１信号ライン群（ＳＬ１）に直列接続されるように第１テープキャリアパッケージ２２０を液晶パネル２００に結合する（Ｓ１４０）。
次に、ゲートドライバ２１１及びソースドライバ２２１の駆動タイミングをそれぞれ制御するゲート制御信号及びデータ制御信号、ビデオデータ、駆動電圧を供給する印刷回路基板２３０を第１テープキャリアパッケージ２２０と接続させる（Ｓ１５０）。

ここで、印刷回路基板２３０は第1 テープキャリアパッケージ２２０の内でいずれの一つとだけ直接結合して面積を最小化して、印刷回路基板２３０と直接結合される第１テープキャリアパッケージ２２０内の一つと、お互いに直列接続される第１及び第２信号ライン群（ＳＬ２）を通じて全ての第１テープキャリアパッケージ２２０でデータ制御信号及び駆動電圧を送るように構成することができる。

以上添付された図面を参照して本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者は本発明がその技術的思想や必須な特徴を変更しなくても他の具体的な形態で実施されることができるということを理解することができるでしょう。

したがって、以上で記述した実施形態は本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に発明の範囲を完全に知らせてくれるために提供されることなので、すべての面で例示的なことで限定的ではないことで理解しなければならないし、本発明は請求項の範囲によって定義されるだけである。

従来技術による液晶表示装置の概略的な構成図。 従来技術による液晶表示装置の概略的な構成図。 本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の概略的な構成図。 本発明の他の実施形態による液晶表示装置の概略的な構成図。 本発明の実施形態による液晶表示装置の詳細構成図。 本発明の一つの実施形態による液晶表示装置の製造方法を示した流れ図である。

Claims (2)

1. お互いに交差されるゲートライン及びデータラインに仕分けされる複数の画素を含み、ラインオンガラスタイプの第１信号ライン群（ＳＬ１）が形成されている液晶パネルと、
   前記データラインを通じてデータ信号を前記液晶パネルに提供するソースドライバが搭載されて、前記第１信号ライン群にそれぞれ繋がれる第２信号ライン群（ＳＬ２）が形成されていて、直列構造で前記液晶パネル上に実装される複数のテープキャリアパッケージと、
   複数の駆動信号と制御信号を前記液晶パネルに供給するようにタイミングコントローラを搭載し、前記複数のテープキャリアパッケージ内の一つと直接結合される印刷回路基板と、を含み、
   ここで、前記印刷回路基板は、直接結合された前記テープキャリアパッケージを通じてテープキャリアパッケージ皆と直列接続され、
   前記印刷回路基板には、ソースドライバ用制御信号とデータ信号を供給するための第４信号ライン群（ＳＬ４）が形成され、
   前記印刷回路基板と直接結合された複数のテープキャリアパッケージ内の一つには、前記印刷回路基板の第４信号ライン群、前記ソースドライバ及び第２信号ライン群にそれぞれ電気的に繋がる第３信号ライン群（ＳＬ３）が形成され、
   前記印刷回路基板と直接結合された複数のテープキャリアパッケージ内の一つには、前記印刷回路基板の第５信号ライン群に電気的に繋がれる第６信号ライン群（ＳＬ６）が形成され、
   前記印刷回路基板には、ゲートドライバ用制御信号と駆動信号を供給するための第５信号ライン群（ＳＬ５）が形成され、前記第６信号ライン群を通じてゲートドライバと電気的に繋がれ、
   前記タイミングコントローラから供給される前記駆動信号及び制御信号は、前記印刷回路基板に形成された第４信号ライン群及び前記印刷回路基板と直接結合された前記複数のテープキャリアパッケージ内の一つに形成された第３信号ライン群を経由し前記ソースドライバに供給され、
   前記ソースドライバは、チップオンフィルム形態で形成され、
   前記ゲートドライバは、チップオンフィルム形態で前記液晶パネルの外郭に搭載され、
   前記ゲートドライバは、複数の第２テープキャリアパッケージにそれぞれ搭載されるように構成されることを特徴とする液晶表示装置。
   
2. 前記液晶パネルには前記第５信号ライン群と接続されるオンガラスタイプの第７信号ライン群（ＳＬ７）が形成され、前記第７信号ライン群は前記ゲートドライバと電気的に繋がれることを特徴とする、請求項１記載の液晶表示装置。

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