JP4637868B2 - 画像表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、液晶表示装置に係り、特に画像表示領域を囲む周辺領域を狭くした液晶表示装置に関する。

画像表示装置として、液晶表示装置が知られている。特に、薄膜トランジスタを用いた液晶表示装置は高精細な画像を表示できるため、テレビ、パソコン用ディスプレイ、携帯用端末の画像表示装置として使用されている。

近年、画像表示装置は、その外枠が小型化される一方、情報の認識性を良好にするために画像表示領域は拡大している。また、表示画像の高精細化により、画素数が増加し、ゲート線及びドレイン線の本数が増えている。

図５は従来の液晶表示装置の透明基板及びその周辺の配線図である。

液晶表示装置は間に液晶層を介して２枚の透明基板を対向させて形成されている。第１の透明基板ＰＮＬ１の液晶側の面は、Ｘ方向（横方向）に延在しＹ方向（縦方向）に並設される複数のゲート線ＧＷと、このゲート線と絶縁されてＹ方向に延在しＸ方向に並設されるドレイン（またはソース）線ＤＷとを備えている。第２の透明基板には対向電極及びカラーフルタが形成されている。

隣接する２本のゲート線ＧＷと隣接する２本のドレイン線ＤＷとで囲まれる領域に、該ゲート線からの走査信号によってオンするスイッチング素子と、該ドレイン線からの映像信号が前記スイッチング素子を介して供給される画素電極とが形成されて、いわゆる画素が構成されている。これら複数の画素が形成された領域が画素領域ＡＲである。

画素領域ＡＲを囲んで周辺領域ＰＡが存在する。周辺領域にはドレイン駆動回路及びゲート駆動回路と、画素領域のゲート線及びドレイン線とを夫々接続するための配線が設けられている。

携帯端末用の液晶表示装置は周辺領域が狭くなっている。液晶表示装置における周辺領域は液晶駆動用の回路チップ（以下ドライバという）や接続用の配線が配置されている。

また、第２の透明基板は第１の透明基板より小さく形成されている。第１の透明基板において、第２の透明基板と対向しない領域にドレインドライバＤＤｒとゲートドライバＧＤｒが設置される。

画像表示領域を大きくした液晶表示装置は、周辺領域が狭いため、液晶表示素子を点灯させて検査するための検査端子を設けるスペースを確保することができない。または、検査後、検査端子を切り落としていた。そのため従来の液晶表示装置は量産性が低かった。

検査用端子を設けない場合でも、ゲート線のゲートドライバとの接続端子及びドレイン線のドレインドライバとの接続端子を検査用端子として使用することができる。しかしこの場合、検査装置の端子と接続端子との位置合わせが難しくなる。

本発明の液晶表示装置は、液晶を介在して互いに対向配置される透明基板を備えている。一方の透明基板は、Ｘ方向（横方向）に延在しＹ方向（縦方向）に並設される複数のゲート線と、この複数のゲート線と絶縁されてＸ方向に延在しＹ方向に並設される複数のドレイン（またはソース）線とを備えている。またこの透明基板はこれら複数のゲート線と複数のドレイン線とで形成された画素領域を取り囲んで周辺領域を備えている。

第１の基板は画素電極の形成された画素領域と画素領域を囲む周辺領域とを有し、周辺領域には液晶表示装置の点灯検査用端子が形成されている。この検査用端子の上に液晶駆動用の半導体チップが検査用端子と電気的に絶縁されて配置されている。

半導体チップはドレインドライバとゲートドライバとの２つの半導体チップからなり、検査用端子の上にはドレインドライバが配置されている。

検査用端子はドレイン線検査用端子とゲート線検査用端子とを含む。

また、本発明の他の構成として、液晶表示装置は、第１の基板と第２の基板との間に液晶層を有する液晶表示装置であって、第１の基板は画素電極を有する画素領域と画素領域を囲む周辺領域とを有し、周辺領域には３つのドレイン線検査用端子と４つのゲート線検査用端子とが配置され、３つのドレイン線検査用端子と４つのゲート線検査用端子との上に半導体チップが配置されている。

さらに、ドレイン線検査用端子は赤用ドレイン線検査端子と緑用ドレイン線検査端子と青用ドレイン線検査端子とからなる。

隣合うゲート線は異なるゲート線検査用端子に接続されている。

本発明は液晶表示装置の検査用回路を設けた周辺領域を切断することなく、周辺領域を狭くしても画像表示の検査を確実に行える液晶表示装置を提供することができる。

上述の構成することで、表示領域を取り囲むパネル周辺領域を小さくすることができる。

また、パネル周辺領域を小さくし、且つゲート線ＧＷ間の電気的短絡やドレイン線ＤＷ間の電気的短絡を確実に検出することができる。

表示装置の検査用端子と検査装置の端子との位置合わせが容易となり、表示装置の製造が容易になる。

検査用端子の上に異方性導電膜を介して半導体チップが載ので、検査用端子が外気に触れることがなく、静電気よる破損、電蝕による電極の腐食を抑制できる。

以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。

各実施例において、同じ機能の部位には同じ参照番号を付けた。

図１は、本発明による液晶表示装置１の平面図であり、第１の基板に形成した配線を示している。また、図１は、有効画面の対角方向の寸法が約５．０８ｃｍの携帯端末用の液晶表示装置の平面図であり、画素電極を形成した透明基板の平面図である。図１の液晶表示装置はアクティブ・マトリクス方式を採用している。

アクティブ・マトリックス方式の液晶表示装置は、互いに対向配置される矩形の基板を備えており、第１の基板ＰＮＬ１と第２の基板ＰＮＬ２との間に液晶層を有する。第２の基板ＰＮＬ２は第１の基板ＰＮＬ１より小さく形成されている。

第１の基板ＰＮＬ1の液晶側の面は、Ｘ方向（横方向）に延在しＹ方向（縦方向）に並設されるゲート線ＧＷと、ゲート線ＧＷと絶縁されてＸ方向に延在しＹ方向に並設されるドレイン線（またはソース線という）ＤＷとを備えている。ゲート線と平行に保持容量配線ＳＷが配置されている。図１には複数あるゲート線ＧＷ及びドレイン線の一部を記載した。

互いに交差するゲート線とドレイン線とで囲まれる各領域に、該ゲート線からの走査信号によってオンするスイッチング素子と、該ドレイン線からの映像信号が前記スイッチング素子を介して供給される画素電極とが形成されて、いわゆる画素が構成されている。スイッチング素子としては薄膜トランジスタＴＦＴがある。

第１の基板において、第２の透明基板と対向しない領域にドレインドライバＤＤｒとゲートドライバＧＤｒが設置される。また、ゲートドライバＧＤｒとドレインドライバＤＤｒは第１の基板ＰＮＬ1の短辺の片側にフリップチップ方式で実装してある。ゲートドライバＧＤｒはゲート線ＧＷに接続し、ドレインドライバはドレイン線ＤＷに接続している。

第２の基板ＰＮＬ２には共通電極が形成されている。また共通電極と画素電極とでコンデンサがＬＣ形成され、電圧を保持している。

第１の基板には共通電極と接続するコモン線Ｖｃｏｍが配置されている。

図１に示した配線は第１の基板ＰＮＬ１上に形成された配線である。

周辺領域ＰＡには、ゲート線検査用トランジスタＴＧ、ドレイン線検査用トランジスタＴＤが形成されている。

ゲート検査用トランジスタＴＧは第１の基板ＰＮＬ１の長辺側に設けられ、ゲート線の一端に接続している。また、ゲート線の他の一端はゲートドライバＧＤｒに接続される。

奇数行目のゲート線検査用トランジスタＴＧは一端に奇数行目のゲート線ＧＷが接続され、他の一端に奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯが接続されている。

偶数行目のゲート線検査用トランジスタＴＧは一端に偶数行目のゲート線ＧＷが接続され、他の一端に偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥが接続されている。

ドレイン線検査用トランジスタＴＤは一端にドレイン線ＤＷが接続され、他の一端には、赤用ドレイン線検査用端子ＣＲ、緑用ドレイン線検査用端子ＣＧ、青用ドレイン線検査用端子ＣＢの何れかが接続している。

ゲート線検査用トランジスタＴＧ、ドレイン線検査用トランジスタＴＤのゲートは共通の検査用スイッチＳに接続している。

奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯ、偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥ、赤用ドレイン線検査用端子ＣＲ、緑用ドレイン線検査用端子ＣＧ、青用ドレイン線検査用端子ＣＢ、検査用コモン端子ＣＶの上に異方性導電膜を介してドレインドライバＤＤｒが配置される。このとき、ドレインドライバＤＤｒと検査用端子は電気的に絶縁されている。

検査用スイッチＳはゲートドライバの下になるように配置されている。ゲートドライバも異方性導電膜を介して第１の基板ＰＮＬに固定されている。このとき、ゲートドライバＧＤｒと検査用スイッチ端子は電気的に絶縁されている。

このように構成することで、周辺領域ＰＡを拡大することなく、液晶表示装置を製造できる。また、検査用端子部は異方性導電膜が密着しているので、外気に触れずらいので、端子部の電蝕を抑制できる。

さらに、基板の検査用端子を形成した個所を切断する必要がなく、液晶表示装置の製造工程を簡略化できる。また、検査用端子の切断工程を省略できるため、基板の切屑を抑制でき、ゴミによる表示不良を抑制できる。

また、液晶を駆動させるときに、検査用スイッチＳを低レベルとすることで、全ての検査用トランジスタのゲートをＯＦＦすることができる。基板には検査用トランジスタのゲートをＯＦＦするための電圧を供給する端子ＴＶが設けてある。

次に検査方法について説明する。

図２は赤を表示するときの駆動波形であり、夫々の検査用端子に入力する電圧の波形であり、図２（ａ）は奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯに入力される波形、図２（ｂ）は偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥに入力される波形、図２（ｃ）は赤用ドレイン線検査端子ＣＲに入力される波形、図２（ｄ）は緑及び青用ドレイン線検査端子ＣＧ及びＣＢに入力される波形である。なお、本実施例ではノーマリホワイトの液晶表示装置を使用した。

奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯには周期がMｍｓ、パルス幅がNμｓのパルス電圧が供給される。一方、偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥには奇数行目に印加されたパルス電圧と周期をずらしたパルス電圧が印加される。このような構成とすることで、ゲート線間の短絡を検出することができる。

赤用ドレイン線検査端子ＣＲにはMｍｓ毎に極性の反転する電圧が供給される。緑及び青用ドレイン線検査端子ＣＧ及びＣＢにはMｍｓ毎に極性の反転する電圧が供給される。

赤用ドレイン線検査端子ＣＲに供給する電圧を低くし、緑及び青用ドレイン線検査端子ＣＧ及びＣＢに供給する電圧を高くすることで、赤を表示することができる。このとき、赤用ドレイン線に隣合うドレイン線との短絡を検査することができる。

同様にして、緑又は青のどちらか一方を表示することで隣合うドレイン線間の短絡を検査することができる。

ゲート線検査用トランジスタＴＧ及びドレイン線検査用トランジスタＴＤのゲートはＯＮしている。検査終了後は、検査用スイッチＳにより、ゲート線検査用トランジスタＴＧ及びドレイン線検査用トランジスタＴＤのゲートをＯＦＦさせる。たとえば、液晶を駆動させるときに、検査用スイッチＳを低レベルとすることで、全ての検査用トランジスタのゲートをＯＦＦすることができる。液晶駆動時は常に検査用トランジスタのゲートがＯＦＦしているので、安定して画像を表示することができる。

図１の液晶表示装置では、検査用スイッチＳが１つなので、駆動時の電圧供給用端子も１つで済む。

また検査終了後、各ドレイン線の一端はドレインドライバＤＤｒの端子が接続される。

図３はゲートドライバＧＤｒとドレインドライバＤＤｒを設けた第１の液晶表示装置１と、第１の液晶表示装置とフレキシブル基板ＦＰＣで接続された第２の液晶表示装置２とからなる液晶表示装置である。ドレイン線ＤＷの一部は第１の液晶表示装置と第２の液晶表示装置で兼用している。

第１の基板には第２の液晶表示装置で使用されるの第２のコモン線Ｖｃｏｍ２が配線されている。

図３の液晶表示装置は液晶駆動用の半導体チップを一方の基板短辺側に設けると同時に他方の基板短辺には第２の液晶表示装置とフレキシブル基板を介して接続するための端子が形成される。そのため、周辺領域はさらに狭くなる。このような液晶表示装置に本発明を適用することで、液晶表示装置の外形を小さくすることができる。

図４はゲートドライバとドレインドライバを１つのドライバＤｒに納めた液晶表示装置である。図１と同じ機能の部位には同じ記号を付してある。

ドレイン線ＤＷはＤ０からＤ３９７まで、全３９８本ある。ゲート線ＧＷはＧ０からＧ１７７まで、全１７８本ある。

図４の液晶表示装置において、ドライバから遠い側半分の領域を駆動するゲート線は右側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続しており、ドライバから近い側半分の領域を駆動するゲート線は左側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続している。ドレイン線はドライバの長辺中央部を含む領域でドライバと接続している。

基板右側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続しているゲート線は基板左側に形成したゲート線検査用トランジスタに接続している。

基板左側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続しているゲート線は基板右側に形成した検査用トランジスタに接続している。

中央部には、ドレイン線用検査用スイッチ端子Ｓ１、赤用ドレイン線検査用端子ＣＲ、緑用ドレイン線検査用端子ＣＧ、青用ドレイン線検査用端子ＣＢが配置されている。ドレイン線用検査用スイッチ端子Ｓ１はドレイン線検査用トランジスタＴＤのゲートに接続されている。

ドレイン検査用端子の左側には、基板右側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続しているゲート線の検査端子が配置されている。このゲート線検査端子は、奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯ１、偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥ１、ゲート線用検査用スイッチ端子Ｓ２が配置されている。

ドレイン検査用端子の右側には、基板左側の周辺領域を通ってドライバＤｒと接続しているゲート線の検査端子が配置されている。このゲート線検査端子は、奇数行目のゲート線検査用端子ＣＧＯ２、偶数行目のゲート線検査用端子ＣＧＥ２、ゲート線用検査用スイッチ端子Ｓ３が配置されている。

これら検査用端子の上にドライバＤｒが異方性導電膜を介して固定されている。このとき、ドライバＤｒと検査用端子は電気的に絶縁されている。

本発明による液晶表示装置の基板の平面図である。 本発明による液晶表示装置の検査用波形を示す図である。 本発明の液晶表示装置の他の構成の基板平面図である。 本発明の液晶表示装置の他の構成の基板平面図である。 従来の液晶表示装置の基板の平面図である。

符号の説明

ＰＮＬ・・・・基板、AR・・・・画素領域、AP・・・・周辺領域、ＧＷ・・・・ゲート線、ＤＷ・・・・ドレイン線、ＧＤｒ・・・・ゲートドライバ、ＤＤｒ・・・・ドレインドライバ、ＴＤ・・・・ドレイン線検査用トランジスタ、ＴＧ・・・・ゲート線検査用トランジスタ、ＣＲ・・・・赤用ドレイン線検査用端子、ＣＧ・・・・緑用ドレイン線検査用端子、ＣＢ・・・・青用ドレイン線検査用端子、ＣＧＯ・・・・奇数行目のゲート線検査用端子、ＣＧＥ・・・・偶数行目のゲート線検査用端子。

Claims (8)

1. 複数の走査信号線と、複数の映像信号線と、複数の画素とを有する基板と、
   前記基板上に実装された２つのドライバチップを有する画像表示装置であって、
   前記２つのドライバチップのうち１つは、前記映像信号線に映像信号を供給する映像信号出力端子を有し、
   前記基板は、前記映像信号出力端子が接続される映像信号線接続端子と、映像信号線検査端子と、前記映像信号線接続端子と前記映像信号線検査端子との間に設けられ、通常の画像表示時にオフされ検査時に前記２つのドライバチップのうち１つの下となる当該基板上の端子からの電圧によりオンされて前記映像信号線接続端子と前記映像信号線検査端子との間の接続を制御する映像信号線検査用トランジスタとを有し、
   前記映像信号出力端子を有する前記ドライバチップは、前記映像信号線検査用トランジスタの上に配置され、
   前記２つのドライバチップのうち１つは前記映像信号線検査端子の上に配置される、
   ことを特徴とする画像表示装置。
2. 前記基板は、走査信号線検査端子を有し、
   前記２つのドライバチップのうち１つは前記走査信号線検査端子の上に配置される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像表示装置。
3. 前記走査信号線検査端子は、第１の走査信号線検査端子と、第２の走査信号線検査端子とを有し、
   隣り合う２つの走査信号線のうちの一方は、前記第１の走査信号線検査端子に接続され、前記隣り合う２つの走査信号線のうちの他方は、前記第２の走査信号線検査端子に接続されていることを特徴とする請求項２に記載の画像表示装置。
4. 前記映像信号線検査端子は、通常の画像表示時には前記ドライバチップの入力端子および出力端子と電気的に絶縁されていることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像表示装置。
5. 前記画素は、スイッチング素子を有することを特徴とする請求項１から４の何れかに記載の画像表示装置。
6. 前記複数の画素は、画素領域に形成され、
   前記映像信号線検査端子および前記映像信号線検査用トランジスタは、前記画素領域の外に形成されていることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像表示装置。
7. 前記映像信号線検査端子は、赤用の映像信号線検査端子と、緑用の映像信号線検査端子と、青用の映像信号線検査端子とを有することを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の画像表示装置。
8. 前記画像表示装置は、前記基板に対向して配置されている第２の基板と、前記基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層とを有することを特徴とする請求項１から７の何れかに記載の画像表示装置。

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