(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の表示画素が配列された水平画素ラインを複数本含む電極基板を備えた表示パネルと、
前記表示パネルの裏面側に配置され一端面を光の入射端面とした略矩形の導光板及びこの導光板の入射端面に対向して配置される管状光源を含む面光源部と、
前記導光板の前記入射端面に対向する他端面側に配置され且つ前記表示パネルの前記電極基板に対してほぼ平行に配置されているとともに前記電極基板に駆動信号を供給する単一の駆動回路基板と、
前記電極基板と前記駆動回路基板とを電気的に接続する接続部と、を備え、
前記表示パネルの前記電極基板は、各前記表示画素毎に設けられた画素電極を駆動する駆動回路部の入力端子部分を前記入射端面に隣接する一方の側端面側部分にのみ配置し、
前記接続部の一端は、前記導光板の前記一方の側端面側部分に配置された前記駆動回路部の入力端子部分に、また前記接続部の他端は前記駆動回路基板に夫々電気的に接続されていることを特徴とする平面表示装置。
【請求項２】
前記電極基板は、互いに略直交する複数本の信号線及び走査線と、前記信号線と前記走査線との交点近傍に配置されるスイッチ素子を介して配置される画素電極と、前記走査線に接続される走査線駆動回路部と、前記信号線に接続される信号線駆動回路部とを含むことを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項３】
前記駆動回路基板は、複数の銅箔を絶縁材を介して多層に構成されたＩＶＨ構造からなり、この基板にＣＳＰ構造の回路の一部が搭載されていることを特徴とする請求項１に記載の平面表示装置。
【請求項４】
前記信号線駆動回路部は、前記電極基板の前記端辺側に沿って配置されることを特徴とする請求項３に記載の平面表示装置。
【請求項５】
前記信号線駆動回路部及び前記スイッチ素子は、多結晶シリコン膜を含む薄膜トランジスタにより構成されることを特徴とする請求項３に記載の平面表示装置。
【請求項６】
前記信号線駆動回路部は、互いに並列動作する複数の信号線駆動回路ブロックを含むことを特徴とする請求項３に記載の平面表示装置。
【請求項７】
前記信号線駆動回路部は、シフトレジスタと、映像信号を供給するビデオバス配線と、前記シフトレジスタ出力に基づいて前記ビデオバス配線に供給される前記映像信号をサンプリングして前記信号線に出力するサンプリング回路と、を備えたことを特徴とする請求項３に記載の平面表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、平面表示装置に関し、特に薄型化が達成される平面表示装置の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置に代表される平面表示装置は、軽量、薄型、低消費電力の特徴を生かして各種分野で利用されている。中でも液晶表示装置は、パーソナル・コンピュータに代表される携帯情報機器に多用されている。
【０００３】
近年、このような液晶表示装置には、より一層の薄型化が要求されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このような要求を満足させるべく、液晶表示装置を構成する一方の基板に駆動回路を一体的に形成することで、外部回路を削減し、これにより一層の薄型化を達成しようとする試みが成されている。
【０００５】
しかしながら、このような構成にあっても、外部回路を完全に一体化して構成するには至っておらず、若干の外部回路を設けざるを得ないのが現状である。
【０００６】
この発明は、上記問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、一層の薄型化が達成される平面表示装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の一態様によれば、
複数の表示画素が配列された水平画素ラインを複数本含む電極基板を備えた表示パネルと、
前記表示パネルの裏面側に配置され一端面を光の入射端面とした略矩形の導光板及びこの導光板の入射端面に対向して配置される管状光源を含む面光源部と、
前記導光板の前記入射端面に対向する他端面側に配置され且つ前記表示パネルの前記電極基板に対してほぼ平行に配置されているとともに前記電極基板に駆動信号を供給する単一の駆動回路基板と、
前記電極基板と前記駆動回路基板とを電気的に接続する接続部と、を備え、
前記表示パネルの前記電極基板は、各前記表示画素毎に設けられた画素電極を駆動する駆動回路部の入力端子部分を前記入射端面に隣接する一方の側端面側部分にのみ配置し、
前記接続部の一端は、前記導光板の前記一方の側端面側部分に配置された前記駆動回路部の入力端子部分に、また前記接続部の他端は前記駆動回路基板に夫々電気的に接続されていることを特徴とする平面表示装置が提供される。
【０００８】
この発明の平面表示装置によれば、駆動回路基板を導光板の一端面より肉薄な他の端面に沿って配置することにより、装置の薄型化を妨げることがない。また、駆動回路の一部は、表示パネルの電極基板上に一体的に形成されるため、回路基板面積も小さく構成することができるので、額縁サイズが大幅に損なわれることもない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の平面表示装置の一実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１０】
この液晶表示装置１は、図１及び図２に示すように、液晶パネル１００と、この液晶パネル１００に駆動信号を供給する駆動回路基板５００と、液晶パネル１００の裏面側に配置される面光源部８００と、面光源部８００との間で液晶パネル１００を保持するベゼル９００とを備える。そして、液晶パネル１００と駆動回路基板５００とは、フレキシブル配線基板９５０を介して電気的に接続される。
【００１１】
詳しくは、この液晶パネル１００は、図３及び図４に示すように、対角１２．１インチサイズで（１０２４×３）×８００の表示画素を備えたＸＧＡ仕様の有効表示領域１０２を含む。液晶パネル１００は、アレイ基板２００と、対向基板４００と、アレイ基板２００と対向基板４００との間にそれぞれ配向膜を介して保持されるＴＮ（ツイステッド・ネマチック）液晶層４１０とを含む。
【００１２】
アレイ基板２００は、より薄型化を達成するために、ガラスからなる０．５ｍｍ厚の透明絶縁基板２０１上に、マトリクス状に配置される１０２４×３本の信号線Ｘｉ（ｉ＝１，２，…，１０２４×３）及び８００本の走査線Ｙｊ（ｊ＝１，２，…，８００）と、信号線Ｘｉと走査線Ｙｊとの交点近傍に配置される薄膜トランジスタすなわちＴＦＴから構成されるスイッチ素子２１１と、スイッチ素子２１１に接続される画素電極２１３とを備えている。
【００１３】
このスイッチ素子２１１は、チャネル領域２１２ｃ、及びこのチャネル領域２１２ｃを挟んで配置されるソース領域２１２ｓ及びドレイン領域２１２ｄを備えた多結晶シリコン膜すなわちｐ−Ｓｉ膜と、このｐ−Ｓｉ膜のチャネル領域２１２ｃ上にゲート絶縁膜２１４を介して配置されるとともに走査線に電気的に接続されるゲート電極２１５と、ソース領域２１２ｓ及びドレイン領域２１２ｄにそれぞれ接続されたソース電極２１６ｓ及びドレイン電極２１６ｄを含む。
【００１４】
このゲート電極２１５は、走査線Ｙｊに接続され、ドレイン電極２１６ｄは、信号線Ｘｊに接続され、さらにソース電極２１６ｓは、画素電極２１３に接続されている。
【００１５】
この画素電極２１３は、透明導電性部材、例えばＩＴＯによって形成され、ＴＦＴ２１１上に順に積層された層間絶縁膜２１７、パッシベーション膜２１８、及びをカラーフィルタ層ＣＦ上に配置される。層間絶縁膜２１７及びパッシベーション膜２１８は、窒化シリコンによって形成されている。画素電極２１３は、有効表示領域１０２全面に配置される配向膜２１９によって覆われている。
【００１６】
対向基板４００は、ガラスからなる０．５ｍｍ厚の透明絶縁基板４０１上に、画素電極２１３に対向した対向電極４０３を備えて構成される。この対向電極４０３は、透明導電性部材、例えばＩＴＯによって形成され、有効表示領域１０２全面に配置される配向膜４０５によって覆われている。
【００１７】
アレイ基板２００の外面及び対向基板４００の外面には、それぞれ液晶層４１０の特性に合わせて偏光方向を設定した一対の偏光板２２０、４０７が設けられている。
【００１８】
有効表示領域１０２内及び有効表示領域１０２外には、アレイ基板２００と対向基板４００との間に所定のギャップを形成するための樹脂性のスペーサ１０４が配置されている。
【００１９】
アレイ基板２００及び対向基板４００は、スペーサ１０４によって所定のギャップを形成した状態で、シール剤１０６によって貼り合せられている。
【００２０】
有効表示領域１０２の周辺領域には、一体的に構成される駆動回路部１１０が配置されている。
【００２１】
すなわち、走査線Ｙｊの両端には、それぞれ走査パルスを供給する走査線駆動回路２５１，２５３が配置されている。これらの走査線駆動回路２５１、２５３は、垂直クロック信号ＣＰＶに基づいて垂直スタートパルスＳＴＶを順次転送出力するシフトレジスタから構成される。
【００２２】
また、信号線Ｘｉの一端側には、一対の信号線駆動回路部２６１，２６３が配置されている。なお、それぞれの構成は、略同一であるため、ここでは信号線駆動回路部２６１の構成について説明する。
【００２３】
信号線駆動回路部２６１は、水平クロック信号ＣＰＨに基づいて水平スタートパルスＳＴＨを順次転送出力するシフトレジスタ２７１を備える。このシフトレジスタ２７１の出力は、論理回路部２８１に導かれる。さらに、論理回路部２８１の出力に基づいて、アナログサンプリング部２９１は、所定のアナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（＋），Ｖｉｄｅｏ（−）をサンプリングし、対応する信号線Ｘｉに出力する。
【００２４】
論理回路部２８１は、一組のＯＲゲート２８３，２８５、ＮＡＮＤゲート２８７、及びＮＯＲゲート２８９を備える。
【００２５】
ＯＲゲート２８３は、選択信号ＳＷが供給される選択配線に接続されているとともに、インバータ回路２８４を介してシフトレジスタ２７１の第１出力端子に接続される。ＯＲゲート２８５は、選択信号ＳＷが供給される選択配線に接続されているとともに、シフトレジスタ２７１の第１出力端子に接続される。
【００２６】
ＯＲゲート２８３は、選択信号ＳＷ及びインバータ回路２８４を経由したシフトレジスタ２７１の第１出力端子から出力された信号に基づいて、正相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（＋）のサンプリングを行なうＰ型サンプリングＴＦＴ２９３のゲートを制御する信号を出力する。ＯＲゲート２８５は、選択信号ＳＷ及び第１出力端子から出力された信号に基づいて、負相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（−）のサンプリングを行なうＮ型サンプリングＴＦＴ２９５のゲートを制御する信号を出力する。
【００２７】
ＮＡＮＤゲート２８７は、選択信号ＳＷが供給される選択配線に接続されているとともに、シフトレジスタ２７１の第２出力端子に接続されている。ＮＯＲゲート２８９は、選択信号ＳＷが供給される選択配線に接続されているとともに、シフトレジスタ２７１の第２出力端子にインバータ回路２８８を介して接続されている。
【００２８】
ＮＡＮＤゲート２８７は、選択信号ＳＷ及び第２出力端子からの出力信号に基づいて、正相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（＋）のサンプリングを行なうＰ型サンプリングＴＦＴ２９３のゲートを制御する信号を出力する。ＮＯＲゲート２８９は、選択信号ＳＷ及びインバータ回路２８８を経由した第２出力端子からの出力信号に基づいて、負相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（−）のサンプリングを行なうＮ型サンプリングＴＦＴ２９５のゲートを制御する信号を出力する。
【００２９】
以上の構成により、外部から供給されるアナログ映像信号Ｖｉｄｅｏを、少なくとも正相と負相とに分離して基板上に配線できるため、消費電力が低減でき、更にアナログ映像信号Ｖｉｄｅｏの波形の劣化もない。尚、この実施の形態で、信号線Ｘｉを２分割するように一対の信号線駆動回路部２６１，２６３を配置したのは、基板上でアナログ映像信号Ｖｉｄｅｏを電送する配線長を短くするためであり、また、並列動作させることでそれぞれの処理時間を実質的に長く設定するためである。ここでは、２分割したが、３分割以上に設定することもできる。
【００３０】
また、上記の構成であれば、アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏを正相と負相とに分離しつつ基板上に配線すると共に、隣接する信号線Ｘｉ毎に正負の極性反転が可能となる。これにより、フリッカを低減することもできる。
【００３１】
このような液晶パネル１００を駆動するための駆動回路基板５００には、外部からディジタル映像信号Ｖｉｄｅｏ及びシステムクロック信号ＣＫが入力される。制御回路Ｇ／Ａ５１１は、ディジタル映像信号Ｖｉｄｅｏをシステムクロック信号ＣＫに基づいて正及び負のディジタル・アナログ変換回路５２１，５２３に分配する。
【００３２】
正側ディジタル・アナログ変換回路５２１は、分配されたディジタル映像信号Ｖｉｄｅｏを５〜１０Ｖの範囲で正相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（＋）に変換する。負側ディジタル・アナログ変換回路５２３は、分配されたディジタル映像信号Ｖｉｄｅｏを０〜５Ｖの範囲で負相アナログ映像信号Ｖｉｄｅｏ（−）に変換する。そして、分配回路５３１では、正側ディジタル・アナログ変換回路５２１及び負側ディジタル・アナログ変換回路５２３の出力をそれぞれ正及び負相の伝達配線に導く。
【００３３】
そして、この実施の形態では、装置の薄型化を達成するために、駆動回路基板５００としてＩＶＨ（Ｉｎｔｅｒｓｔｉｔｉａｌ  Ｖｉａ  Ｈｏｌｅ）構造の基板５５１を用いている。制御回路Ｇ／Ａ５１１、ディジタル・アナログ変換回路５２１，５２３は、ＣＳＰ（Ｃｈｉｐ  Ｓｉｚｅ  Ｐａｃｋａｇｅ）構造を用いている。
【００３４】
ＩＶＨ構造の基板５５１は、図５に示すように、複数層の銅箔５６１，５６３、５６５、５６７、５６９が絶縁材５７１，５７２、５７３、５７４を介して積層され、各銅箔５６１，…，５６９間は、従来のようなコンタクトホールではなく、銀ペースト柱５８１、５８３、５８５、５８７により電気的に接続される。このため実装密度を高めることができる。
【００３５】
また、ＣＳＰ構造は、図５に示すように、半導体チップがフェイス・アップあるいはフェイス・ダウンで搭載される基板をはんだボール等で形成されるバンプにより接続するもので、そのサイズを十分に小型化できるとともに、狭ピッチ接続を可能にする。
【００３６】
更に、この実施の形態では、より一層の小型化、薄型化を達成するために、図５に示すように、ＣＳＰ構造で構成される制御回路Ｇ／Ａ５１１を、基板５５１に設けられた溝５９１に埋め込み、内相の銅箔５６３と電気的に接続している。
【００３７】
この実施の形態では、図１及び図２に示したように、面光源部８００の管状光源８１１は、上述した液晶パネル１００の短手方向の端面すなわち走査線駆動回路２５３側の一端面に沿って配置されている。回路基板５００は、管状光源８１１に対向する液晶パネル１００の短手方向の端面すなわち走査線駆動回路２５１側の他端面に沿って配置されている。
【００３８】
液晶パネル１００の裏面側には、フレーム８３１に保持された面光源部８００の導光板８２１が配置されている。この導光板８２１は、厚さが約２．０ｍｍの肉厚部８２１Ａと、厚さが約０．８ｍｍの肉薄部８２１Ｂとを有するような楔型形状のアクリル樹脂で構成されている。管状光源８１１は、導光板８２１の肉厚部８２１Ａの一端面に配置されている。回路基板５００は、導光板８２１の肉薄部８２１Ｂの他端面に沿って配置されている。
【００３９】
管状光源８１１から出射された光は、導光板８２１の肉厚部８２１Ａ側の入射端面８２１Ｃから入射し、導光板８２１の内部を伝播する。導光板８２１の裏面には、図示しない反射シートが配置され、導光板８２１から裏面側に漏れた光を再度導光板８２１に向けて反射する。導光板８２１全体に伝播した光は、液晶パネル１００に対向する出射面８２１Ｄから出射される。出射面８２１Ｄから出射された光は、導光板８２１と液晶パネル１００との間に介在される光学シート、例えば拡散シートやプリズムシートにより、所定の光学特性が与えられ、液晶パネル１００のアレイ基板２００側に入射する。
【００４０】
液晶パネル２００に入射した光は、画素電極２１３と対向電極４０３との間の電界によって制御される液晶層４１０により変調され、表示画素毎に選択的に透過され、表示画像を形成する。
【００４１】
以上説明したように、この実施の形態の液晶表示装置１では、アレイ基板２００に駆動回路の一部を一体的に構成している。従って、外部の回路規模を従来に比べて縮小できる。しかも、ＩＶＨ構造の基板５５１とＣＳＰ構造とを効果的に組合せているので、回路基板５００の小型化、薄型化が達成される。
【００４２】
また、この実施の形態では、このような小型化、薄型化が達成される駆動回路基板５００を液晶パネル１００の短手方向すなわち走査線駆動回路２５１側に沿って配置している。このため、装置全体の厚さを十分に低減することができる。
【００４３】
更に、回路基板５００が配置される側が楔型の導光板８２１の肉薄部８２１Ｂ側であり、液晶パネル１００厚と導光板８２１厚との合計よりも回路基板５００の肉厚は、薄く形成されるため、楔型の導光板８２１の肉薄部８２１Ｂ側は、極めて薄く形成することができる。
【００４４】
この実施の形態では、回路基板５００を液晶パネル１００の走査線駆動回路２５１側端面の外周に沿って配置したが、回路基板５００を楔型の導光板８２１の肉薄部８２１Ｂに重ねて配置しても良い。すなわち、図６及び図７に示すように、回路基板５００の肉厚は、導光板８２１の肉厚部８２１Ａと肉薄部８２１Ｂとの肉厚の差より薄い。このため、回路基板５００を導光板８２１の肉薄部８２１Ｂ端面に沿って肉薄部８２１Ｂの下方に配置することにより、液晶表示装置１を極めて薄く形成することができるとともに、額縁幅を小さくすることが可能となる。
【００４５】
上述した実施の形態は、液晶表示装置を例にとり説明したが、他の表示パネルを用いることができる。
【００４６】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、表示装置を構成する基板上に駆動回路の完全な一体化が達成されなくても、極めて薄型の表示装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、この発明の平面表示装置の一実施の形態に係る液晶表示装置の概略斜視図である。
【図２】図２は、図１に示した液晶表示装置をII−II線に沿って切断した概略断面図である。
【図３】図３は、図１に示した液晶表示装置に適用される液晶パネルの概略断面図である。
【図４】図４は、図１に示した液晶表示装置の等価回路を示す図であり、
【図５】図５は、図１に示した液晶表示装置に適用される回路基板の概略断面図であり、
【図６】図６は、この発明の平面表示装置の他の実施の形態に係る液晶表示装置の概略斜視図である。
【図７】図７は、図６に示した液晶表示装置をVII−VII線に沿って切断した概略断面図である。
【符号の説明】
１００…液晶パネル
１０２…有効表示領域
２００…アレイ基板
４００…対向基板
４１０…ＴＮ液晶層
５００…駆動回路基板
８００…面光源部
９５０…フレキシブル配線基板
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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