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JP4618034B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は自己診断機能を備えた液晶表示装置に関し、特に対向電極に印加される診断用VCOM信号を利用した自己診断モードを備えた液晶表示装置に関する。
液晶表示パネルは、電極等が形成された2枚の透明基板を対向させ、その透明基板の周辺をシール材で固着し、この透明基板とシール材によって形成される空間に液晶を封入した構成を有している。例えばアクティブマトリクス型液晶表示パネルの場合、一方の基板上に信号線と走査線をマトリクス状に配置し、その交差部に薄膜トランジスタを形成し、信号線と走査線で囲まれる領域内に薄膜トランジスタと接続する画素電極を形成している。この画素電極が形成された部分が表示領域となる。また、他方の基板には、画素電極と対向する位置にR、G、Bのいずれかのフィルタ層を配置し、各フィルタ層間にブラックマトリクスを設け、このフィルタ層及びブラックマトリクスを透明電極からなる対向電極によって覆っている。
そして、例えば携帯電話機用の小型の液晶表示パネルの場合、一方の基板の表示領域の周囲に設けられた額縁部の一端部にドライバICが載置され、このドライバICの中で生成された対向電極に印加されるVCOM信号がコモンラインに出力される。なお、中、大型の液晶表示パネルの場合、VCOM信号はプリント基板上の対向電極駆動回路部で生成され、フレキシブル配線基板を経てコモンラインと接続されている。
また、一方の基板にはドライバICとコモンラインを介して接続されるトランスファ電極が設けられ、このトランスファ電極は他方の基板の対向電極と導電性部材を介して電気的に接続されており、ドライバICからコモンライン及びトランスファ電極を介して対向電極に所定のVCOM信号が供給されている。
基板上には、例えば光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を主成分としたシール材を所定パターンに塗布し、2枚の基板を貼り合わせている。そして、下記特許文献1〜3には、トランスファ電極のコンタクト材として前記シール材として使用されている樹脂に粒状導電体を混在させたものを用い、この粒状導電体によって対向電極とトランスファ電極とを電気的に接続したものが開示されている。
このような液晶表示パネルの一具体例を図3〜図5を用いて説明する。図3は携帯電話機用の小型の液晶表示装置の第1基板側を模式的に示す平面図、図4はシール材やコンタクト材の配置を模式的に示す断面図、図5はトランスファ電極と対向電極の接続状態を模式的に示す要部拡大図である。
液晶表示装置10Aの透明基板からなる第1基板11は、表示領域12に走査線及び信号線がマトリクス状に形成されており、走査線と信号線で囲まれる部分に画素電極が形成され、走査線と信号線の交差部に画素電極と接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタが形成されている。これら各配線や薄膜トランジスタ、画素電極の具体的な構成は図示しないが、図4ではこれらを模式的に第1構造物13として示してある。
第1基板11の短辺部には液晶表示装置10Aを駆動するための画像供給装置(図示せず)と接続するためのフレキシブル配線基板14がACF(Anisotropic Conductive Film:異方性導電膜)圧着法により設けられ、このフレキシブル配線基板14は画像供給装置からのデータ線及び制御線をドライバIC15に接続している。なお、中型ないし大型の液晶表示パネルの場合、携帯電話機用ドライバICに搭載されている機能の多くはプリント基板に搭載され、特にVCOM信号は対向電極駆動回路部で生成され、ドライバICを搭載したフレキシブル配線基板を通してコモンラインと接続されている。
第1基板11の四隅には複数のトランスファ電極17〜17が設けられている。このトランスファ電極17〜17は走査線等を形成する工程と同一工程で形成され、走査線と同じ素材で構成されている。このトランスファ電極17〜17はコモンライン16を介して互いに直接接続ないしはドライバIC15内で互いに接続されて同電位となるようになっている。そして、トランスファ電極17〜17は後述する対向電極18と電気的に接続され、ドライバIC15から出力される所定の電圧VCOMが対向電極18に印加されるようになっている。なお、ゲートライン16及びソースライン16の配置を逆にする場合もある。また、ドライバIC15は、短辺部のみに配置されるのではなく、長辺部に配置される場合もある。
また、透明基板からなる第2基板19には、カラーフィルタと、ブラックマトリクスが形成されている。カラーフィルタは第1基板11の画素電極と対向するように配置されると共に各画素に応じたフィルタ層が設けられ、ブラックマトリクスは少なくとも第1基板11の走査線や信号線に対応する位置に配置されている。これらカラーフィルタ等の具体的な構成は図示しないが、図4ではこれらを模式的に第2構造物20として示してある。
第2基板19には更に酸化インジウム、酸化スズ等で構成された透明電極からなる対向電極18が少なくとも表示領域12の全域に亘って形成されている。
シール材21は、第1基板11の表示領域12の周囲を注入口(図示せず)を除いて塗布されており、また、コンタクト材17がトランスファ電極17〜17上に塗布されている。このシール材21は、図5に示したように、例えばエポキシ樹脂等の熱硬化性樹脂23に絶縁性粒体のフィラ24を混入したものであり、コンタクト材17はシール材と同様の樹脂に粒状の導電体25を混入したものである。
コンタクト材17に混入される粒状の導電体25は、例えば、球体の樹脂粒子の全面にAu等の柔軟な導電性金属をメッキしたものを使用でき、粒径は液晶表示パネルのセルギャップよりも若干大きい約6μmとする。そうすれば両基板11、19を貼り合わせたときに粒状の導電体25とトランスファ電極17〜17及び対向電極18の間に隙間ができることがなく、粒状の導電体25は確実にトランスファ電極17〜17及び対向電極18と接触する。
フィラ24は、塗布した際の型崩れを防止するためにシール材21やコンタクト材17に混入され、アルミナ若しくはシリカを粒径が約1μmの粒状にしたものである。
両基板11、19を貼り合わせるときは以下の手順で行なわれる。まず、第1基板11を第1のディスペンサ装置にセットしてシール材21を所定パターンで塗布し、次に第1基板11を第2のディスペンサ装置にセットしてコンタクト材17をトランスファ電極17〜17上に塗布する。その後、第1基板11の表示領域12にスペーサ27を均一に散布し、第2基板19のシール材21やコンタクト材17が当接する部分に仮止め用接着剤を塗布する。その後、第1基板11と第2基板19を貼り合わせ、仮止め用接着剤を硬化させて仮止めが完了する。そして仮止めされた両基板11、19を加圧しながら加熱処理するとシール材21、コンタクト材17の熱硬化性樹脂が硬化し、空の液晶表示パネルが完成する。この空の液晶表示パネル内に注入口(図示せず)から液晶28を注入し、この注入口を封止剤で塞ぐと液晶表示装置10Aが完成する。
特開2002−090770号公報(特許請求の範囲、段落[0002]〜[0004]、[0016]〜[0027]、図1〜図3) 特開平 8−179348号公報(特許請求の範囲、図1及び図2) 特開平10−186395号公報(特許請求の範囲、図1)
このような携帯型の液晶表示パネルの場合、VCOM信号はドライバIC15からACF圧着部、コモンライン16、トランスファ電極17〜17を介して対向電極18に与えられ、また、中型ないし大型の液晶表示パネルの場合、VCOM信号は外部回路基板からフレキシブル配線基板を経て、ACF圧着部、コモンライン16、トランスファ電極17〜17を介して対向電極18に与えられる。
ライン反転駆動方式ないしフレーム反転駆動方式のVCOM信号は、通常矩形波が用いられている。これはVCOM信号の低電圧化によるコストダウンを目的とするためである。上述のように、VCOM信号は、ACF圧着部、コモンライン16、トランスファ電極17〜17を介して対向電極18に与えられるが、これらのACF圧着部、コモンライン16、トランスファ電極17〜17における抵抗が大きいと、対向電極18に与えられるVCOM信号は波形が鈍ってしまう。このVCOM信号の波形が鈍ると、クロストーク等の不都合が発生する。
このため、従来の液晶表示パネルでは、コモンライン16と対向電極18との間の接続抵抗を極力下げるため、トランスファ電極を複数箇所(例えば4箇所)配置している。しかしながら、トランスファ電極等の構造上の問題等により、液晶表示パネルを量産していくと満足な抵抗値にならない液晶表示装置が得られる場合もできてくる。
そこで、本願発明は、このような従来技術の問題点に対処するために、簡単な構成及び操作でACF圧着部の抵抗、VCOM配線抵抗、トランスファ電極等による接続抵抗が大きい液晶表示装置を判別できる自己診断モードを備えた液晶表示装置を提供することを目的とする。
本発明の上記目的は以下の構成により達成し得る。すなわち、請求項1の液晶表示装置の発明は、表示領域の周囲の額縁部分に設けられた複数個のトランスファ電極と前記複数のトランスファ電極にそれぞれ別個に接続された複数のコモン配線とを備えた第1基板と、前記第1基板の複数のトランスファ電極と電気的に接続される共通電極が形成された第2基板とを有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置において、通常動作モード時には前記複数のコモン配線に共通のVCOM信号を出力し、自己診断モード時には、前記複数のコモン配線のうちの一つに所定の診断用VCOM信号を出力するとともに、他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号を検知し、前記診断用VCOM信号と前記コモン配線に現れた信号とを比較することにより両コモン配線間の接続抵抗の大小を判別する自己診断手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の液晶表示装置において、前記自己診断手段は、前記液晶表示パネルに接続されるプリント基板に設けられていることを特徴とする。
また、請求項3の発明は、請求項1に記載の液晶表示装置において、前記自己診断手段は、前記額縁部分に載置されているドライバIC内に内蔵されていることを特徴とする。
また、請求項4の発明は、請求項3に記載の液晶表示装置において、前記ドライバICは、両端にそれぞれ前記複数のコモン配線と接続される一対のVCOM信号出力端子を備え、通常動作モード時には前記一対のVCOM信号出力端子に共通のVCOM信号を出力し、自己診断モード時には前記VCOM信号出力端子の一方に前記診断用VCOM信号を出力し、前記VCOM信号出力端子の他方に前記他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号が入力されることを特徴とする。
さらに、請求項5の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置において、前記自己診断手段は、予め入力された前記両コモン配線間の接続抵抗の閾値の記憶手段と、前記診断結果を記憶する記憶手段とを備えていることを特徴とする。
本発明は上記のような構成を備えることにより以下に述べるような優れた効果を奏する。すなわち、請求項1の発明によれば、自己診断モード時には、複数のコモン配線のうちの一つに印加された所定の診断用VCOM信号は、このコモン配線からトランスファ電極、共通電極、他のトランスファ電極及び他のコモン配線へと順次伝送されるから、この伝送路の途中に抵抗が大きい箇所が存在すると診断用VCOM信号は波形が鈍るため、他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号を検知することにより伝送路の途中に抵抗が大きい箇所が存在しているか否かを検知することができる。それによって簡単にVCOM配線抵抗、トランスファ電極等による接続抵抗が大きい液晶表示装置を判別することができるようになる。
また、請求項2の発明によれば、液晶表示パネルの各種信号入力端子は、プリント基板とフレキシブル配線基板を介して通常ACF圧着により電気的に接続されているため、VCOM配線抵抗やトランスファ電極による接続抵抗だけでなく、プリント基板と入力端子との間のACF圧着部の抵抗をも考慮に入れた接続抵抗が大きい液晶表示装置を判別することができるようになる。
また、請求項3の発明によれば、自己診断手段は液晶表示パネルに設けられたドライバIC内に内蔵されているため、単にドライバICに対して自己診断切換信号を与えるのみで自己診断モードに切り換えられることができ、しかも、VCOM配線抵抗やトランスファ電極による接続抵抗だけでなく、ドライバICとコモン配線間のACF圧着部の抵抗をも考慮に入れた接続抵抗が大きい液晶表示装置を判別することができるようになる。
また、請求項4の発明によれば、通常トランスファ電極は液晶表示パネルの極力対角部となるように設けられているから、ドライバICとして両端にそれぞれコモン配線と接続されるVCOM信号出力端子を備えているものを使用すると、自己診断モード時には簡単に一方の端側のVCOM信号出力端子を診断用VCOM信号出力端子とできるとともに他方の端側のVCOM信号出力端子を他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号の入力端子とすることができるため、特に自己診断用に特別な配線を設ける必要がなくなる。
また、請求項5の発明によれば、液晶表示パネルのサイズないし形式により両コモン配線間の接続抵抗の閾値を適宜設定してドライバICに記憶させることができるとともに、ドライバIC内に診断結果が記憶されているため、液晶表示装置の製造工程の途中でこの診断結果を読み取ることにより自動的に診断結果が「不可」であるものをより分けることができるようになる。
以下、本発明を実施するための最良の形態を図1〜図2を用いて詳細に説明するが、以下に述べた実施例は、本発明の技術思想を具体化するための液晶表示装置の一例を例示するものであって、本発明をこの実施例に特定することを意図するものではなく、本発明は特許請求の範囲に示した技術思想を逸脱することなく種々の変更を行ったものにも均しく適用し得るものである。なお、図1は、実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図であり、図2は図1の対向電極駆動回路部の概略構成を示すブロック図であり、図3〜図5に示した従来例の液晶表示装置10Aと同一の構成部分には同一の参照符号を付与して説明する。
この実施例の液晶表示装置10は、図3〜図5に示した従来の液晶表示装置10Aと同様の構成を備えているが、ドライバICの内部構成と液晶表示パネルの共通電極に接続されているコモン配線部分が相違している。
すなわち、この本実施例の液晶表示装置10はドライバIC15及び液晶表示パネル31を備えており、そのうちドライバIC15は、信号制御回路部32、電源回路部33、γ補正用階調電圧回路部34、対向電極駆動回路部35、データ線駆動回路部36及びアドレス線駆動回路部37を一体に備えており、また、液晶表示パネル31の共通電極はそれぞれ異なるトランスファ電極を経て別々のコモン配線であるVCOM1配線及びVCOM2配線によりドライバIC15の対向電極駆動回路部35に接続されている。なお、ここでいうそれぞれのトランスファ電極は必ずしも一つであることを意味するものではなく、複数であっても良い。
信号制御回路部32は、図示しない入力インタフェースを介して、画像供給装置、例えば、携帯電話の画像作成部やコンピュータ、テレビジョン装置、ビデオ再生装置、DVD(Digital Versatile Disk)再生装置等から送られてきたデータイネーブル信号DE、デジタル画素データIRD、IGD、IBD等の画像データ信号と、クロック信号DOTCL、垂直同期信号VSYN、水平同期信号HSYN等の各種制御信号を取り込んでデジタル的に信号処理し、デジタルRGB出力信号DR、DG、DBをデータ線駆動回路部36へ供給し、クロックパルスCPVを電源回路部33、対向電極駆動回路部35及びアドレス線駆動回路部37へ供給するとともに、フレーム信号(スタートパルス)FLMもアドレス線駆動回路部37へ供給する。
電源回路部33は、供給された電源電圧VIN(たとえば12V)をもとに、液晶表示装置10内で使用される各種の電圧、たとえば、信号制御回路部32、対向電極駆動回路部35、データ線駆動回路部36及びアドレス線駆動回路部37の駆動用電圧VDD、階調電圧回路部34へ供給する基準電圧V、データ線駆動回路部36を介して液晶表示パネル31の列ライン38に印加するための電圧VGEN、アドレス線駆動回路部37を介して液晶表示パネル31の行ライン39に印加するための電圧VGH及びVGLを生成する。
階調電圧回路部34は、電源回路部33から供給された基準電圧Vを抵抗分圧することにより複数個の階調基準電圧VGMを作成してデータ線駆動回路部36へ供給し、データ線駆動回路部36は、これらの複数個の階調基準電圧VGMを内蔵されているDA変換回路の基準電圧として利用することにより、デジタルRGB出力信号DR、DG、DBを処理して液晶表示パネル31の列ライン38にγ補正されたアナログ画像データ信号を供給する。
また、対向電極駆動回路部35は、図2に示すように、外部から入力される自己診断切換信号に対応して対向電極駆動回路部35を自己診断モードと通常動作モードとに切換る診断SW部40と、通常動作モード時に従来と同じVCOM信号を発生するVCOM信号作成部41と、自己診断モード時に使用する診断用VCOM信号を発生する診断信号作成部42と、外部から入力される診断閾値信号により予め設定されるACF圧着部の抵抗も含む両コモン配線間の抵抗の閾値を記憶する閾値格納部43と、診断用VCOM信号とVCOM1端子44に現れた信号とを比較して前記接続抵抗を算出する抵抗算出部45と、前記抵抗算出部45の出力と前記閾値格納部43に記憶された接続抵抗の閾値とを対比して前記抵抗算出部45の出力の大小を判定する抵抗比較部46と、この抵抗比較部46の出力を記憶し、外部からの要求に応じて外部に診断結果信号として出力する診断結果格納部47とを備えている。
そして、診断SW部40、VCOM信号作成部41、閾値格納部43、抵抗算出部45、抵抗比較部46、診断結果算出部47、VCOM1端子44及びVCOM2端子48は、それぞれインバータ49、バッファ50及び51、3ステートゲート52〜54によって図2に示されているように接続されている。
すなわち、通常動作モード時は、診断SW部40からHレベルが出力され、3ステートゲート53がOFF状態となり、3ステートゲート52及び54がON状態となるため、VCOM信号作成部41で作成された従来と同じVCOM信号は3ステートゲート52及び54を経てVCOM1端子44へ出力されると同時に3ステートゲート52及びバッファ51を経てVCOM2端子48にも出力され、このVCOM信号は液晶表示パネル31の別々のコモン配線であるVCOM1配線及びVCOM2配線を経て同時に共通電極へ印加される。
これに対し、自己診断モード時には、診断SW部40からLレベルが出力され、3ステートゲート53がON状態となり、3ステートゲート52及び54がOFF状態となるため、VCOM信号作成部41で作成された従来と同じVCOM信号は3ステートゲート52により阻止され、診断信号作成部42で作成された診断用VCOM信号が3ステートゲート53を経て抵抗算出部45へ印加されるとともに、バッファ51を経てVCOM2端子48へ出力される。この時、3ステートゲート54はOFF状態となっているためVCOM1端子44には診断用VCOM信号は印加されない。
そして、VCOM2端子48に出力された診断用VCOM2信号は、液晶表示パネル31の一方のコモン配線であるVCOM2配線を経て共通電極へ供給され、また、この共通電極は別のコモン配線であるVCOM1配線を経てVCOM1端子44へ接続されており、このVCOM1端子44に現れた信号がバッファ50を経て抵抗算出部45へ入力されるようになっている。このVCOM1端子44に現れる信号は、VCOM2端子48、ACF圧着部、液晶表示パネル31の一方のコモン配線であるVCOM2配線、一方のトランスファ電極、共通電極、別のトランスファ電極、別のコモン配線であるVCOM1配線、及びACF圧着部を経てVCOM1端子44へ現れるから、これらの経路の一箇所にでも抵抗が大きい部分や断線があるとVCOM1端子44に現れる信号は診断用VCOM2信号が鈍った信号となる。そのため、抵抗算出部45における出力は前記経路における抵抗値を表す値となるので、この値を予め閾値格納部43に記憶させた閾値と比較し、前記経路における抵抗値が閾値よりも小さければ良品と判断し、また、閾値よりも大きければ不良品と判断し、その診断結果を診断結果格納部47に記憶しておく。
そして、液晶表示装置の製造工程の途中で前記診断結果格納部47に記憶されている診断結果を読み出せば、その液晶表示装置が良品であるか不良品であるかがわかるため、容易に不良品の液晶表示装置を判別することができるようになる。
なお、この実施例では液晶表示パネルにドライバIC15が載置されている液晶表示装置10について説明したが、液晶表示パネルとは別の図示しない外部回路基板にドライバICが載置されている液晶表示装置に対しても適用することができる。
また、この実施例では診断にかかわる信号を外部と直接入出力するように説明したが、ドライバ内部にレジスタを配置し、画像供給装置とドライバ15の間を、例えばCPUインタフェースのごとく、アドレスとデータ等で情報を交換するようにしてもよい。
図1は、実施例の液晶表示装置の概略構成を示すブロック図である。 図2は、図1の対向電極駆動回路部の概略構成を示すブロック図である。 図3は、携帯電話機用の小型の液晶表示装置の第1基板側を模式的に示す平面図である。 図4は、シール材やコンタクト材の配置を模式的に示す断面図である。 図5は、トランスファ電極と対向電極の接続状態を模式的に示す要部拡大図である。
符号の説明
10 液晶表示装置
15 ドライバIC
31 液晶表示パネル
32 信号制御回路部
33 電源回路部
34 γ補正用階調電圧回路部
35 対向電極駆動回路部
36 データ線駆動回路部
37 アドレス線駆動回路部
40 診断SW部
41 VCOM信号作成部
42 診断信号作成部
43 閾値格納部
44 VCOM1端子
45 抵抗算出部
46 抵抗比較部
47 診断結果格納部
48 VCOM2端子
49 インバータ
50、51 バッファ
52〜54 3ステートゲート

Claims (5)

  1. 表示領域の周囲の額縁部分に設けられた複数個のトランスファ電極と前記複数のトランスファ電極にそれぞれ別個に接続された複数のコモン配線とを備えた第1基板と、前記第1基板の複数のトランスファ電極と電気的に接続される共通電極が形成された第2基板とを有する液晶表示パネルを備えた液晶表示装置において、通常動作モード時には前記複数のコモン配線に共通のVCOM信号を出力し、自己診断モード時には、前記複数のコモン配線のうちの一つに所定の診断用VCOM信号を出力するとともに、他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号を検知し、前記診断用VCOM信号と前記コモン配線に現れた信号とを比較することにより両コモン配線間の接続抵抗の大小を判別する自己診断手段を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 前記自己診断手段は、前記液晶表示パネルに接続されるプリント基板に設けられていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  3. 前記自己診断手段は、前記額縁部分に載置されているドライバIC内に内蔵されていることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記ドライバICは、両端にそれぞれ前記複数のコモン配線と接続される一対のVCOM信号出力端子を備え、通常動作モード時には前記一対のVCOM信号出力端子に共通のVCOM信号を出力し、自己診断モード時には前記VCOM信号出力端子の一方に前記診断用VCOM信号を出力し、前記VCOM信号出力端子の他方に前記他の少なくとも一つのコモン配線に現れた信号が入力されることを特徴とする請求項3に記載の液晶表示装置。
  5. 前記自己診断手段は、予め入力された前記両コモン配線間の接続抵抗の閾値の記憶手段と、前記診断結果を記憶する記憶手段とを備えていることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の液晶表示装置。
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