JP6829379B2 - 画像表示装置 - Google Patents

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Description

この発明は、フレキシブルプリント基板およびそれを用いた画像表示装置に関するものである。
液晶表示装置は、液晶層が狭持された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、ガラスやプラスチック等からなる対向する2枚の絶縁性透明基板(以下、ガラス基板と称する)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枚のガラス基板のうち、一方の基板は薄膜トランジスタ(以下、TFTと称する)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。他方のガラス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(遮光膜)を備えたカラーフィルター基板(以下、CF基板と称する)である。
TFTアレイ基板では該スイッチング素子に信号を与えるための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。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。
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線駆動回路としてソースドライバICや、ゲート配線に電圧信号を印加するゲート線駆動回路としてゲートドライバICなどがガラス基板の表示領域外(額縁領域)の基板端部に異方性導電膜(以下、ACFと称する)を介して直接基板上に取り付けられるCOG方式の液晶表示装置が周知である(特許文献1)。またソースドライバICやゲートドライバICの代わりにポリシリコンTFTを採用した駆動回路をTFTアレイ基板に形成した液晶表示装置も周知である(特許文献2)。
そしてフレキシブルプリント基板(以下、FPCと称する)をガラス基板の端部に接続してガラス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に電源電圧や液晶駆動信号を供給している。供給される電源電圧や液晶駆動信号はFPC上もしくはFPCに接続された制御回路基板上に設けられた電源回路やタイミングコントローラ回路から配線を介して供給される(特許文献2の図1)。最近では、それらの電源回路機能や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も増加している。
また、一部の液晶表示装置液晶表示では、複数のソースドライバICへの電源電圧や液晶駆動信号を供給するバス配線を有したFPCを具備する構成である(特許文献3の図2)。さらに、ゲートドライバICにも電源電圧および制御信号がガラス基板上の配線を介して供給される。
特開2012−227480号公報 特開2003−337550号公報 特開2003−337346号公報
上述したように液晶表示装置には、1枚のFPCを利用して液晶表示パネルの外部から電源電圧や各種信号を供給している事例が有るが、表示領域が比較的大型サイズで高い解像度を持つ液晶表示装置になると、必要なソースドライバICやゲートドライバICの数が増加する。加えて、これらICの実装領域や、上記各種配線の配線領域面積を少なくする狭額縁化が強く求められており、その結果1枚のFPCではサイズが大きくなり、その製造コストも高額になっている。
それを解消するため、小型のFPCを複数個用いて、ソースドライバICやゲートドライバICに電源電圧や液晶駆動信号が供給される(特許文献2の図1)。それらのFPCはFPCの入力側に接続される制御回路基板から電源電圧や液晶駆動信号が接続され、各ICまたはガラス基板上のポリシリコンTFTを採用した駆動回路駆動回路に供給される。しかしながら複数のFPCを接続するためには制御回路基板のリジット基板の外形サイズも大きくしなければならず、コストも高額になる。
一方、表示領域のサイズや解像度が多様な液晶表示装置を多品種生産するためには、それぞれの液晶表示パネルに適したFPCを作成しなければならず、そのFPCの大量生産が困難である。さらに液晶表示装置の機種毎に使用するFPCの開発費が発生することになり、その結果FPC一枚当たりの製造コストが高額になる。
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、画像表示装置に採用するFPCの共通化と制御回路基板のリジット基板の外形サイズの小型化を図ること目的とする。
の発明に係る画像表示装置の態様は、駆動回路を実装した画像表示パネルと、前記画像表示パネルに接続され、信号の入出力を行う複数の接続端子からなる接続端子部を有する複数のFPCと、前記駆動回路に映像信号を供給する制御回路基板を備える画像表示装置であって、前記FPCは、前記制御回路基板からの入力端子部が前記複数の接続端子の第1の列から成り、前記駆動回路に接続される出力端子部が前記複数の接続端子の第2の列から成るよう構成され、前記FPCの前記接続端子部は、可撓性を有する薄板状のベース材の第1の面と第2の面に、前記複数の接続端子が列状に前記ベース材を挟んで対向して配設され、前記第1の面と第2の面において前記複数の接続端子から前記接続端子部外にそれぞれ引き出された配線間が表裏接続部で接続されており、複数の前記FPCの内、第1のFPCは、前記画像表示パネルの額縁領域の一辺における左半面に接続され、第2のFPCは、前記一辺における右半面に接続され、前記第2のFPCは、前記第1のFPCを裏返しに実装したものであり、前記入力端子部は、その中心が前記出力端子部の中心と比べて、前記画像表示パネルの左右中央に近づいて配置されることを特徴とする。
本発明によれば、画像表示パネルのサイズなどが異なっても、部材の種類を増やすことなく部材を共通化して使用することで、低コストの画像表示装置を提供できる。
本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のFPCの接続を示す構成図である。 図1に記載の液晶表示パネル入力端子部とFPCの出力端子部間の接続を示す断面図である。 本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のFPCの接続を示す他の構成図である。 本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置のFPCの端子部を示す構成図である。 本発明の実施の形態2に係る液晶表示パネル入力端子部とFPCの出力端子部間の接続を示す断面図である。 本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置のFPC実装図である。 本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置のFPCの入出力端子部の折り曲げ構造図である。
実施の形態1.
本発明の実施の形態ついて以下に図面を参照して説明する。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。以下の説明において、同一の符号が付されたものは実質的に同様の内容を示している。
<FPC実装例1>
図1は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のFPCの接続を示す構成図である。図2は、図1に記載の液晶表示パネル100の入力端子部(非図示)と、FPC201、FPC202の出力端子部211、および入力端子部210間の接続を示す断面図である。図1において、液晶表示パネル100のTFTアレイ基板120上の額縁領域に、複数のソースドライバIC101とゲートドライバIC102がCOG(Chip On Glass)技術を用いて実装されている。なお、ここでは「出力端子部」とは、所定個数の出力端子が列状に一定間隔で配列した部分を言う。
図2の(a)に示したように、上記各ドライバICに外部より電源電圧や駆動信号、制御信号など(ここでは以下、映像信号と総称する)を供給するため、TFTアレイ基板120上の額縁領域の入力端子部211に接続配線104と、アレイ接続端子103が配設されている。また図1に示したように、液晶表示パネル100の狭額縁化を図るために、各ドライバICとアレイ接続端子103間の接続配線104は、扇状に最短で結ばれている。なお、ここでは「入力端子部」とは、所定個数の入力端子が列状に一定間隔で配列した部分を言う。
図2の(a)は、図1中の液晶表示パネル100と左側のFPC201と間にわたって記載された一点鎖線A−A間における断面図である。図示したようにFPC201は、配線(銅箔)層が可撓性を有する薄板状のベースフィルム107(ベース材)のI面(第1の主面)側とII面(第2の主面)側の両面に設けられている両面FPCである。TFTアレイ基板120上の接続配線104は、アレイ接続端子103において、図示しないACFを介してFPC201のII面側に配設された接続端子110と接続され、そこから引き出された引き出し配線105と、ビアホール111(表裏接続部)を介してベースフィルム107の反対面(FPC201のI面側)に配置された引き回し配線108(図1中に実線で示した)に接続される。引き回し配線108は、さらにビアホール111を介してFPC201のII面側に配設された引き回し配線109(図1中に破線で示した)に接続され、さらにビアホール111や引き回し配線108を介して制御回路基板301に対応して設けられたFPC入力端子部210に接続されている。
ここで、FPC201のFPC出力端子部211おいては、FPC201のI面側およびII面側にベースフィルム107を挟んで接続端子110が対向するように配設されており、I面側では引き出し配線106が、II面側では引き出し配線105がそれぞれ引き出し配線となっている。それら引き出し配線105と引き出し配線106は、その先でビアホール111により両者接続されており、その後引き回し配線108または配線109により適宜引き回されている。なお、図1においては、実線で示した図上縦の配線をI面側の引き回し配線108とし、破線で示した図上横の配線をII面側の引き回し配線109として記載している。また、引き回し配線108と109間の交差部は、ベースフィルム107により絶縁されている。
なお、FPC201の入力端子部210における断面構造は、ここでは詳細を説明しないが、上述した出力端子部211の断面と同様の構造を採用しており、I面側およびII面側にベースフィルム107を挟んで入力用接続端子(非図示)が対向するように配設されており、I面側の引き出し配線とII面側の引き出し配線がビアホールによって両者接続されており、その後引き回し配線108または引き回し配線109により適宜引き回され、上述のFPC出力端子部211に接続されている。引き回し配線108または引き回し配線109のよる引回し配線およびビアホール111の一部を図1に図示している。
次に、図1中の右側のFPC202について、詳細に説明する。図2の(b)は、図1に記載の液晶表示パネル100の額縁領域の下辺に設けられた入力端子部(非図示)と、FPC202の出力端子部211、および入力端子部210間の接続を示す断面図である。図1にて示したように、FPC202は、図1中の左側のFPC201と同一の両面FPCであり、そのFPC201を裏返しにして液晶表示パネル100の左半面に実装した物である。
図2の(b)は、図1中の液晶表示パネル100と右側のFPC202とにわたって記載された一点鎖線B−B間における断面図である。接続配線104は、アレイ接続端子103において、図示しないACFを介してFPC202のI面側に配設された接続端子110と接続され、そこから引き出された引き出し配線105、さらには引き回し配線109(図1中に破線で示した)に接続される。引き回し配線109はさらにビアホール111を介してFPC201のII面側に配設された引き回し配線108(図1中に実線で示した)に接続され、さらにビアホール111や引き回し配線109を介して制御回路基板301に対応して設けられたFPC入力端子部210に接続されている。
ここで、FPC201と同様に、FPC202のFPC出力端子部211においても、I面側およびII面側にベースフィルム107を挟んで接続端子110が対向するように配設されており、I面側では引き出し配線105が、II面側では引き出し配線106がそれぞれ引き出し配線となっている。それら引き出し配線105と引き出し配線106は、その先でビアホール111により両者接続されており、その後FPCの引き回し配線109または引き回し配線108により適宜引き回されている。なお、図1においては、実線で示した図上横の配線をII面側の引き回し配線108とし、破線で示した図上縦の配線をI面側の引き回し配線109として記載している。また、引き回し配線108と109間の交差部は、ベースフィルム107により絶縁されている。
なお、FPC202の入力端子部210における断面構造は、ここでは詳細を説明しないが、上述した出力端子部211の断面と同様の構造を採用しており、I面側およびII面側にベースフィルム107を挟んで入力用接続端子(非図示)が対向するように配設されており、I面側の引き出し配線とII面側の引き出し配線がビアホールによって両者接続されており、その後FPCの引き回し配線108または引き回し配線109により適宜引き回され、上述のFPC出力端子部211に接続されている。引き回し配線108または引き回し配線109のよる配線およびビアホール111の一部を図1に図示している。
このようにFPC201と202の入力端子部210と出力端子部211において、表裏両面に接続端子110が配置されており、FPC201と202のように同一のFPCを裏返し実装して、制御回路基板301からの電源電圧や映像信号などを、FPC201と202を介して液晶表示パネル100に供給することができる。
<FPC実装例2>
図3は、本発明の実施の形態1に係る液晶表示装置のFPCの接続を示す他の構成図である。本比較例においては、裏返さずに2枚のFPC201を液晶表示パネル100に実装した例である。FPC201の構成および液晶表示パネル100との接続構成などは、上述のFPC実装例1の左側のPFC201と同様であるので、ここでは詳細な説明は省略する。
FPC実装例1の図1と、FPC実装例2を示した図3とを比較すると明らかなように、図1の制御回路基板301の方が、図3の制御回路基板301よりベース基板の横幅を小さくすること可能となっている。これは、FPC201および202の入力端子部210中心位置が、2カ所の出力端子部211の中心位置と比べて液晶表示パネル100の左右中央(図1中に破線で示した)に寄せて配置されていることにより、実現可能となっている。
上述したように、左右のFPC201と202に、同一のFPCを裏返しにして使用し、液晶表示パネル100に実装する際には、ソースドライバIC101の設定ピンの並びが異なる場合があるため、あらかじめ複数の配線を追加するとともに、液晶表示パネル100の左右どちらにもゲートドライバIC102が配置されてもいいようにFPCにも左右にゲートドライバICへの供給用の配線を追加している。
これらの追加配線によって、一方のFPC201を裏返して使用しても問題無く同一のFPCが使用でき、さらには左右のFPCの入力側端子が近づくことでサイズが小さい制御回路基板301とすることができる。なお、前記端子部の中心位置とは、列状に接続端子が配設した領域の中心位置としている。複数の端子部が複数部一列状に配置された場合は、その全ての端子部の領域の中心部となる(図1の破線を参照)。
実施の形態2.
図4は、本発明の実施の形態2に係る液晶表示装置のFPCの端子部を示す構成図である。本実施の形態では、上述の実施の形態1と同様に、FPC202は、FPC201と同一仕様のFPCを裏返して実施している。さらに、図4に示すようにFPC出力端子401の外側にカバーレイ402を両面に設けてFPCの強度を図り、さらに強度が必要な時は出力端子をACF接続する領域(非図示)より広く、FPCの内部方向に延伸してカバーレイ403を両面に設ける構成とする。
その際、出力端子前後のカバーレイ402と403をつなげる橋部401を設ける時は極力出力端子部211に段差の影響が出ないよう電源や信号配線に使用しないダミー端子部近傍を利用する。
また、図4から明らかなように、液晶表示パネル100の左右どちらにもゲートドライバIC102が配置されている。上述の実施の形態1で述べたように、FPC201と202の左右両端部には、左右のゲートドライバICへの供給用の配線を追加している。その他の構成は、上述の実施の形態1と同様であるので、詳細な説明は省略する。
<その他の実施例>
本例では、液晶表示装置の制御回路基板301は、液晶表示パネル100の裏側(非表示面側)に設置されるバックライト(非図示)の背面側に固定される。この場合、FPC201と201は出力端子部211近傍または液晶表示パネル100基板端部近傍で一旦折り曲げられる。この場合、配線に曲げ応力がかかり、断線の恐れがあるので極力片面配線だけにするのが望ましい。
そこで、図5で示したように、出力端子部211からの接続方法として、先ずFPC201の引き回し配線108だけの片面(I面側)で配線し、出力端子部211近傍の外側で引き出し配線106により引き出して、スルーホール111を設けて反対面(II面側)の引き出し配線105に接続する。こうすると折り曲げた時に当該スルーホール111に応力が加わらず、断線の可能性が減少する。
このように片面だけの引き回し配線108を接続端子110から引き出し配線106で延ばして、スルーホール111で反対面に引出し、接続端子110に接続するよう構成した。その結果I面側、II面側両方を接続端子110として使用が可能となり、折り曲げ部を片面配線だけのFPC202として、201を裏返して使用できる。
なお、上述の実施の形態1および2では、FPC201の入力端子部210における断面構造は、その出力端子部211の断面と同様の構造を採用し、I面側およびII面側にベースフィルム107を挟んで入力用接続端子が対向するように配設され、I面側の引き出し配線とII面側の引き出し配線がビアホールによって両者接続される構造を採用した。
しかしながら、FPC201、202と制御回路基板301間を、コネクタを用いて接続する場合はその限りではない。すなわち、同一ピン数で同一端子ピッチを有するコネクタで、上面接続タイプのコネクタと下面接続タイプのコネクタ2種を液晶パネルの左右半面別々に適宜用いれば、FPC201と202の入力用接続端子は、片面のみに接続端子を設けた構造でも良い。
実施の形態3.
図6に、本発明の実施の形態3に係る液晶表示装置のFPC実装図を示した。図6に示したFPC203、204は片面にのみ配線を設けた片面FPCである。本実施の形態では、FPCの入力端子部210の中心をその出力端子部211の中心(図中に破線で各端子部の中心位置を記載)と比較して液晶表示パネル100の左右中心側にずらして(図中に破線で左右中心線を記載)、左右中心に近づけたFPC203を液晶表示パネル100の左半分に実装し、もう一方の右半分にはFPC203を裏返ししたFPC204を実装する。図6から明らかなように、こうするとFPC203の入力端子側も液晶表示パネル100の左右中心に近づけけることができる。なお、前記端子部の中心位置とは、列状に接続端子が配設した領域の中心位置としている。
その場合、片面FPCなので、入出力端子は一方の面にしか形成できない。そこで、図7に示したように、入出力端子部において折り曲げ構造を採用する。図7の(A)に示したFPC出力端子部拡大図において、一点鎖線で示したE−E間での拡大断面図が図7の(B)となる。
図示したように銅箔501(配線層)とベースフィルム502をその出力端子部からさらに延伸して、ベースフィルム502を内側となるように折り返す。この折り返しは、銅箔501を延伸して設けた配線折り返し部112(表裏接続部)を中心としており、この折り返しにより銅箔501に設けた接続端子110が配線折り返し部112(表裏接続部)を介して接続され、かつベースフィルム502の表裏で対向するように配置され、FPCの両面で使用できるようになる。
図示していないが、同FPCの入力端子側も同様にベースフィルム502を内側となるように折り返すことにより、端子用銅箔501がFPCの両面で使用できる。
なお、折り返されたベースフィルム502間は、図示しない接着剤で離反しないように固定される。
上述したように、片面FPC203を裏返して、FPC204として使用すると、同一のFPCが使用でき、さらには左右のFPCの入力側端子が液晶表示パネル100の左右中心に近づくことでサイズが小さい制御回路基板301とすることができる。
なお、FPC203、204と制御回路基板301間をコネクタを用いて接続する場合は、上述のFPC側の入力端子部に折り曲げ構造を採用することが必須ではないことは、上述の実施の形態1および2と同様である。
このように実施の形態1〜3によれば、液晶表示装置に採用するFPCを裏返しして2種類FPCの共通化を図り、さらに制御回路基板のリジット基板の外形サイズを小型化することができる。
なお、上述の実施の形態1〜3におけるFPCにおいては、説明が容易なように本発明の要旨と関連が薄い構成物として、例えば接着層、端子部近傍以外のカバーレイ、端子部のメッキ層等は、その説明を省略した。
また、FPC201から204と制御回路基板301間は、それぞれの入出力端子の様子が分かり易いようにACF実装前の位置合わせした状態を図示している。液晶表示パネル100とFPC201、202または液晶表示パネル100とFPC203、204のACF実装が完了したあと、同様のACF接続技術を採用して制御回路基板301とFPC201から204の各端子間が接続されるのは言うまでもない。
また、上述の実施の形態1〜3では、画像表示デバイスの一例として液晶表示デバイスを採用してその実施の形態を示したが、画像表示デバイスとして液晶表示デバイスである必要はなく、例えば有機EL表示デバイス、MEMS(Micro Electro Mechanical System)表示デバイスなどを採用した画像表示機器で、同様に本発明を実施できるのは無論である。
100 液晶表示パネル
101 ソースドライバIC
102 ゲートドライバIC
103 アレイ接続端子
104 接続配線
105、106 引き出し配線
108、109 引き回し配線
107、502 ベースフィルム
110 接続端子
111 ビアホール
112 配線折り返し部
120 TFTアレイ基板
201、202、203、204 FPC
210 入力端子部
211 出力端子部
301 制御回路基板
401:FPC出力端子
402、403:カバーレイ
501 銅箔(配線)

Claims (2)

  1. 駆動回路を実装した画像表示パネルと、
    前記画像表示パネルに接続され、信号の入出力を行う複数の接続端子からなる接続端子部を有する複数のフレキシブルプリント基板と、
    前記駆動回路に映像信号を供給する制御回路基板を備える画像表示装置において、
    前記フレキシブルプリント基板は、前記制御回路基板からの入力端子部が前記複数の接続端子の第1の列から成り、前記駆動回路に接続される出力端子部が前記複数の接続端子の第2の列から成るよう構成され、
    前記フレキシブルプリント基板の前記接続端子部は、可撓性を有する薄板状のベース材の第1の面と第2の面に、前記複数の接続端子が列状に前記ベース材を挟んで対向して配設され、前記第1の面と第2の面において前記複数の接続端子から前記接続端子部外にそれぞれ引き出された配線間が表裏接続部で接続されており、
    複数の前記フレキシブルプリント基板の内、第1のフレキシブルプリント基板は、前記画像表示パネルの額縁領域の一辺における左半面に接続され、第2のフレキシブルプリント基板は、前記一辺における右半面に接続され、
    前記第2のフレキシブルプリント基板は、前記第1のフレキシブルプリント基板を裏返しに実装したものであり、
    前記入力端子部は、その中心が前記出力端子部の中心と比べて、前記画像表示パネルの左右中央に近づいて配置されたことを特徴とする、
    画像表示装置。
  2. 請求項1記載の画像表示装置において、
    前記ベース材の前記第1の面と第2の面に配線層を備えており、
    前記表裏接続部はビアホールであることを特徴とする、
    画像表示装置。
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