JP2000105576A - 液晶表示装置および信号線駆動用ｌｓｉ素子 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 信号線駆動用ＬＳＩ素子中の出力回路は、レ
スキュー配線に対しても十分駆動できるようにするた
め、その出力段トランジスタはきわめて大きなサイズと
なり、従ってコストも高いものになっていた。 【解決手段】 複数の走査線とこれに直交する複数の信
号線とで区画された領域に画素トランジスタを設けたア
クティブマトリックス型液晶表示素子と、前記複数の信
号線を複数のブロックに分割し、該ブロック単位に配置
接続された信号線駆動用ＬＳＩ素子を備え、信号線の断
線不良１１を救済するための断線レスキュー線がブロッ
ク単位で少なくとも１本以上配設された液晶表示装置に
おいて、前記各ブロックからの断線レスキュー線路の一
部で、信号線駆動用ＬＳＩ素子４Ａの近傍に、断線分離
された信号線を含めたレスキュー線負荷を駆動する所望
の駆動能力を有するバッファーアンプ２２ａ、２２ｂを
配設したことを特徴とする液晶表示装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はアクティブマトリッ
クス型液晶パネルを表示素子とした液晶表示装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】アクティブマトリックス型液晶パネルを
表示素子とした従来の液晶表示装置の模式図を図７に示
す。図７において、１および２は一対のガラス基板であ
る。３は有効表示領域を示す。ガラス基板１には、縦方
向の複数の信号線と横方向の複数の走査線が形成され、
それらによって区画された領域に画素トランジスタが設
けられている。

【０００３】ガラス基板２には、カラーフィルターと対
向電極が形成されている。近年では、カラーフィルタ
ー、対向電極の一方又は双方をガラス基板１で形成して
いる場合もある。ガラス基板１、２間には液晶が封じ込
まれている。これがアクティブマトリックス型液晶表示
素子である。信号電圧印加手段としては、半導体シリコ
ン基板による信号線駆動用ＬＳＩ素子４が、ＴＣＰ(Tap
e Carrier Package)５を介し、その出力側をガラス基板
１上の信号線に、その入力側を電圧及びデータ信号等を
供給するプリント配線基板６に、それぞれ接続してい
る。図８にレスキュー配線の構成を示す図を、図９にＴ
ＣＰ５と信号線駆動用ＬＳＩ素子４の実体平面図を、図
１０に信号線駆動用ＬＳＩ素子４の内部構成を示すブロ
ック図を示す。

【０００４】走査電圧印加手段としても同様に、走査線
駆動用ＬＳＩ素子７が、ＴＣＰ８を介して、ガラス基板
１上の走査線と、各種制御信号などを供給するプリント
配線基板９に、それぞれ接続されている。また多層プリ
ント配線基板６及び９は、接続用ジャンパー線１０によ
り電気的に接続されている。ＣＯＧ(Chip On Glass)方
式と称して、信号線駆動用ＬＳＩ素子４、走査線駆動用
ＬＳＩ素子７を直接ガラス基板１の上に実装する場合も
有り、その場合は、ＴＣＰ，プリント配線基板、ジャン
パー線の一部または殆んど全てを削減できる。

【０００５】このような従来の構成において、液晶表示
素子のガラス基板１のアレイ製造工程において、ゴミな
どの付着が原因で、信号線、走査線などの電極に一部欠
損が発生する場合がある。中でも信号線は液晶素子の縦
横解像度構成及びＲＧＢカラー表示のために、本数が走
査線に比べて４〜５倍多く、また正方形の一画素の中で
のＲＧＢ横配列の関係からも、線幅を細くする必要があ
る。従って信号線の断線発生確率は走査線のそれに比べ
て一桁以上高くなるのが通常である。

【０００６】以下信号線断線と断線レスキューについて
説明する。図８には、図７における、信号線断線がある
領域１１を含む表示ブロックの信号線駆動用ＬＳＩ素子
４及びＴＣＰ５の周辺部１５を拡大したレスキュー構成
が示されており、図７、図８において、１１は有効表示
領域３内の信号線断線がある表示領域の一部、１２は断
線のない信号線の一つ、１３ａ、１３ｂは領域１１の部
分の断線部をもつ信号線の上部、及び下部である。信号
線上部１３ａには信号線駆動用ＬＳＩ素子４より、ＴＣ
Ｐ５を介して信号電圧が供給されるので、正常に動作
し、信号線上部１３ａに連結された画素は正常な表示機
能を呈する。一方、信号線下部１３ｂには信号電圧が供
給されないので、信号線下部１３ｂに連結された画素は
機能しない。なお図７、図８において、走査線、画素ト
ランジスタの描画を省略している。

【０００７】信号線の断線による歩留り低下を改善する
ための断線修復を断線レスキューと呼び、その一例を図
８を用いて説明する。図において、１６ａは、その一部
を、絶縁膜（図示せず）を挟んで、ブロック内の信号線
の上部の表示領域外引き出し部分１４ａと交差するよう
に、ガラス基板１上に配設されたレスキュー用配線、１
６ｂは同様に、信号線の下部の表示領域外引き出し部分
１４ｂと交差するように、ガラス基板１上に配設された
レスキュー用配線である。１６ｃは、ＴＣＰ５に、１６
ｄは、ＴＣＰ８及びプリント配線基板６、９、接続用ジ
ャンパー線１０に、それぞれ設けられ、ガラス基板１上
のレスキュー用配線１６ａと１６ｂを接続するためのレ
スキュー配線である。図９は、信号線駆動用ＬＳＩ素子
４を実装したＴＣＰ５の構成を示す平面図で、配線の一
部をレスキュー線１６ｃとして利用している例を示す。

【０００８】ガラス基板１上の断線部をもつ信号線の上
部１３ａは、その引き出し部１４ａの部分で、レスキュ
ー用配線１６ａとレスキュー接続点１７ａにおいて接続
され、また断線部をもつ信号線の下部１３ｂは、その引
き出し部１４ｂの部分で、レスキュー用配線１６ｂと接
続点１７ｂにおいて接続される。その接続方法は種々の
方法があるが説明は割愛する。このようなレスキュー配
線によって、断線部をもつ信号線の下部１３ｂにも信号
線駆動用ＬＳＩ素子４から信号電圧が供給され、信号線
の下部１３ｂに連結されている画素の表示機能を修復す
る。一つの表示ブロックにおけるレスキュー配線の数
は、断線発生率と関連して、修復コストを含む全体の製
造コストを加味して決定されるのが一般的であるが、１
本から数本程度で、ブロックの左右一方、または左右両
方に設けられる場合が一般的である。小型の液晶表示素
子では０本、即ちレスキューしないケースも増えつつあ
る。図７では、有効表示領域を左右２分割し、レスキュ
ー構成について、左半面のみ図示し、右半面については
図示を省略した。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の液晶表示装置においては、レスキュー配線が
持つ抵抗分や寄生容量により、レスキューされた信号線
１３ｂに印加される信号電圧が減衰し、信号線１３ｂに
連結された画素が他の正常部と比べて、輝度が異なる縦
一条の筋ムラ（ノーマリブラックモードの場合は正常部
と比べて暗い縦一条、ノーマリーホワイトの場合は明る
い縦一条）を発生する場合がある。これを避けるため
に、図１０にその詳細を示す従来の信号線駆動用ＬＳＩ
素子４中の出力回路２１は、レスキュー配線に対しても
十分駆動できるようにするため、その出力段トランジス
タはきわめて大きなサイズとなり、そのためＬＳＩ素子
のサイズが大きく成り、従ってコストも高いものになっ
ていた。図１０には、３８４チャンネルの出力を持つ信
号線駆動用ＬＳＩ素子の内部構成の一例を示している。
近年では２００から４００チャンネルが主流であり、多
チャンネル化は今後も続くであろう。その全てのチャン
ネルの出力トランジスタサイズをレスキューのために大
きくすることは、スペース的にも、コスト的にも極めて
おおきなロスを生むこととなる。

【００１０】

【課題を解決するための手段】この問題を解決するため
に、本発明は、信号線駆動用ＬＳＩ素子４の中の出力回
路２１の駆動能力として、断線のない正常な信号線を駆
動するに必要な最低の駆動能力でレスキューできる手段
を提供するものであり、レスキュー配線の一部に、レス
キュー独自のバッファーアンプを適切に配設することに
より実現する。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、複数の走査線とこれに直交する複数の信号線とで区
画された領域に画素トランジスタを設けたアクティブマ
トリックス型液晶表示素子と、前記複数の信号線を複数
のブロックに分割し、該ブロック単位に配置接続された
信号線駆動用ＬＳＩ素子を備え、信号線の断線不良を救
済するための断線レスキュー線がブロック単位で少なく
とも１本以上配設された液晶表示装置において、前記各
ブロックからの断線レスキュー線上で、信号線駆動用Ｌ
ＳＩ素子の近傍に、断線分離された信号線を含めたレス
キュー線負荷を駆動する所望の駆動能力を有するバッフ
ァーアンプを配設したことを特徴とするものであり、信
号線駆動用ＬＳＩ素子として、断線のない正常な信号線
を駆動するために必要な最低限の駆動能力の出力段回路
を有する信号線駆動用ＬＳＩ素子を使用できるので、信
号線駆動のためのコストを低減できるだけでなく、レス
キュー配線のルート、それにより決まるインピーダンス
に合わせたバッファーアンプを選択配置でき、各レスキ
ュー配線に最適の駆動能力の整合化を図ることができる
という作用を有する。

【００１２】本発明の請求項２に記載の発明は、バッフ
ァーアンプをレスキュー用配線毎に配設したことを特徴
とするものであり、請求項１に記載の発明と同様、信号
線駆動用ＬＳＩ素子として、断線のない正常な信号線を
駆動するために必要な最低限の駆動能力の出力段回路を
有する信号線駆動用ＬＳＩ素子を使用できるので、信号
線駆動のためのコストを低減でき、また、実際にレスキ
ューする必要がある部分だけにバッファーアンプを実装
することによりコストをさらに削減ができるという作用
を有する。

【００１３】本発明の請求項３に記載の発明は、バッフ
ァーアンプを各ブロックからの断線レスキュー線を集結
したレスキューバスラインにブロック毎に配設したこと
を特徴とするものであり、請求項１に記載の発明と同
様、信号線駆動用ＬＳＩ素子として、断線のない正常な
信号線を駆動するために必要な最低限の駆動能力の出力
段回路を有する信号線駆動用ＬＳＩ素子を使用できるの
で、信号線駆動のためのコストを低減でき、また、断線
発生率が比較的高い場合には実装工数・実装コストを低
減できるとともに、実装スペースの削減ができるという
作用を有する。

【００１４】本発明の請求項４に記載の発明は、複数の
液晶パネル信号線駆動出力回路を有する信号線駆動用Ｌ
ＳＩ素子において、複数の出力回路から成る出力回路列
の片側、又は両側に所望の駆動能力を有する１個以上の
バッファーアンプを配設したことを特徴とするものであ
り、バッファーアンプに、出力回路の個々の駆動能力に
比し、２倍ないし１０倍の出力段駆動能力を持たせるこ
とにより、出力トランジスタのサイズの小型化が可能と
なり、バッファーアンプの追加による分を差し引いて
も、チップサイズを大幅に縮小でき、大幅なコスト削減
ができ、またレスキューに対しては、追加の部材を用い
なくても済むという作用を有する。

【００１５】本発明の請求項５に記載の発明は、前記バ
ッファーアンプの入力端子を、信号線駆動用ＬＳＩ素子
の出力回路の出力側に、出力端子を同ＬＳＩ素子の入力
端子側に並べて配置したことを特徴とするものであり、
レスキュー配線を他の配線とクロスさせることなく、円
滑に液晶表示素子の外側に引き出すことができ、また、
ＴＣＰに実装した場合にも合理的なレスキュー配線構成
を実現できるという作用を有する。

【００１６】以下、本発明の実施の形態を図面に基づい
て説明する。 （実施の形態１）図１は、本発明の１実施の形態を示す
模式図であり、１から３迄と５から１５迄の番号で示す
各構成要素は、図７に示す従来例と同じであり、説明を
省略する。図１における信号線駆動用ＬＳＩ素子４Ａの
内部構成を図３に示す。信号線駆動用ＬＳＩ素子４Ａの
出力回路２１Ａの各出力段は、断線のない正常な信号線
１本だけを駆動するために必要な駆動能力をもつ。信号
線のインピーダンスは、液晶パネルのサイズ、表示密
度、画素トランジスタサイズ、信号線幅・厚み、走査線
その他との関係で、その抵抗分、容量分が決まるが、一
例としては、数ｋΩ、数十ｐＦである。信号線駆動用Ｌ
ＳＩ素子４Ａの出力段の駆動能力は、この程度の負荷に
対して、ある所望の時間内に充電が完了できれば良い。
しかし断線があり、レスキューを実施した信号線につい
ては、そのレスキュー用配線の引き回し長さ、材料、線
幅、近傍の他の配線との寄生容量の大小などにより、断
線部以降の信号線も含めた全体のインピーダンスは、正
常な信号線１本のインピーダンスに比べ、数倍から十数
倍となるので、この部分を十分に駆動するために、レス
キュー線上で、該当するブロックに属する信号線駆動用
ＬＳＩ素子４Ａのできるだけ近傍に、所望の駆動能力を
有するバッファーアンプ２２ａ、２２ｂを設ける。配設
するバッファーアンプの数は、表示ブロック単位内に設
けたレスキュー用配線の数であり、図１の例では２個で
ある。他のブロックに対しても同様に構成する。この構
成とすることにより、断線のない正常な信号線を駆動す
るために必要な最低限の駆動能力の出力段回路を有する
信号線駆動用ＬＳＩ素子を使用でき、信号線駆動のため
のコストを低減できるだけでなく、レスキュー配線のル
ート、それにより決まるインピーダンスに合わせたバッ
ファーアンプを選択配置でき、各レスキュー配線に最適
な駆動能力の整合化を図ることができ、また実際にレス
キューする必要がある部分だけにバッファーアンプを後
で実装することによりコスト削減ができるという作用を
有する。

【００１７】図２ａは、バッファーアンプの配置に関す
る他の実施例であり、各表示ブロックのレスキュー配線
群（レスキューバスライン）に対して、まとまった位置
でかつ該当するブロックに属する信号線駆動用ＬＳＩ素
子４Ａのできるでけ近傍に、所望の駆動能力を有するバ
ッファーアンプ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄを配置
した構成のものである。

【００１８】更に図２ｂは、バッファーアンプの配置に
関する他の実施例であり、複数の表示ブロックのレスキ
ューバスラインに対して、まとまった位置でかつ該当す
る表示ブロックのできるだけ近傍に、所望の駆動能力を
有するバッファーアンプ２４を配置し、図２ａに示した
各ブロック単位に設けたバッファーアンプ２３ａ、２３
ｂ、２３ｃ，２３ｄに代えて、これらを統括し所望の駆
動能力を有するバッファーアンプ２４を設けた構成のも
のである。図２ａ、図２ｂの構成では、レスキュー接続
点からバッファーアンプまでの距離が長くなり、信号線
駆動用ＬＳＩ素子４Ａにとって負荷が重くなるが、多チ
ャンネルバッファーアンプを内蔵したＩＣを使用できる
という利点を有する。この構成により、前記同様、断線
のない正常な信号線を駆動するために必要な最低限の駆
動能力の出力段回路を有する信号線駆動用ＬＳＩ素子を
使用でき、信号線駆動のためのコストを低減できる。ま
た、この構成では、実際にレスキューする必要がある部
分が一本の場合にも、１個のＬＳＩを実装する必要があ
り、そのため材料コストが高価になるが、断線発生率が
比較的高い場合には、実装工数・実装コストを低減でき
るとともに、実装スペースの削減ができるという作用を
有する。 （実施の形態２）次に、液晶表示装置に用いる信号線駆
動用ＬＳＩ素子について図４〜６を用いて説明する。図
４の４Ｂ、５Ａ以外の各番号で示す各構成要素は、図８
に示す従来例と同じであり、説明を省略する。信号線駆
動用ＬＳＩ素子４Ｂ、およびＴＣＰ５Ａは従来例の図１
０、図９に示すものと異っており、その詳細を図５、図
６に示す。図５において、１８から２０の構成は従来例
の図１０と同一である。出力回路２１Ａの各チャンネル
の出力段トランジスタ（図示せず）の駆動能力は、従来
では前述のように、正常な信号線インピーダンスの数倍
から十数倍のインピーダンスを駆動出来る能力のトラン
ジスタが使用されているのに対し、本実施例では、正常
な信号線だけを駆動するために必要な駆動能力を有する
トランジスタが使用される。更に、出力回路の外側にバ
ッファーアンプ２５を設け、そのバッファーアンプには
信号線インピーダンスの数倍から十数倍のインピーダン
スを駆動できる能力のトランジスタを用いる。図５で
は、増設するバッファーアンプは左右各１個としている
が、左右の一方あるいは両方でもよく、増設数も表示ブ
ロック単位でのレスキュー配線数以上であればよい。こ
れによって、出力トランジスタのサイズの小型化が可能
となり、バッファーアンプの追加による分を差し引いて
も、チップサイズを大幅に縮小でき、大幅なコスト削減
ができる。またレスキューに対しては、追加の部材を用
いなくても済むという作用を有する。

【００１９】図５中のバッファーアンプ２５の入力端子
ＲＲＩ及びＬＲＩは、出力回路２１Ａの出力側に並設
し、出力端子ＲＲＯ及びＬＲＯは信号線駆動用ＬＳＩ素
子４Ｂの入力側に並設する。また、本実施例の信号線駆
動用ＬＳＩ素子４ＢをＴＣＰに実装した形態を図６に示
す。ＴＣＰ上のレスキュー用配線１６ｅ、１６ｆは前記
バッファーアンプの入出力端子に接続されている。これ
により、レスキュー配線を他の配線とクロスさせること
なく、円滑に液晶表示素子の外側に引き出すことがで
き、図４に示すレスキュー構成を実現できる。またこの
構成とすることにより、図１、２ａ、２ｂに示すよう
に、バッファーアンプをプリント配線基板６に設ける必
要が無くなる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように、本発明の液晶表示装置
は、レスキュー用バッファーアンプを前述の構成でプリ
ント配線基板に配設することにより、信号線駆動用ＬＳ
Ｉ素子を小型化、低廉化できるという効果を有し、また
レスキュー用バッファーアンプを前述の形態で、信号線
駆動用ＬＳＩ素子に内蔵することにより、信号線駆動用
ＬＳＩ素子を小型化、低廉化できるだけでなく、合理的
なレスキューシステムが実現できるという効果を有し、
今後ますます大画面化、高解像度化、高精細化が求めら
れるアクティブマトリクス型液晶表示装置において、歩
留まりの向上、製造コスト引き下げに大きく寄与すると
いう効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のレスキュー補償回路を備えた液晶表示
装置を示す平面模式図である。

【図２】（ａ）（ｂ）は本発明のレスキュー補償回路の
他の一例を示す図である。

【図３】本発明に使用する信号線駆動用ＬＳＩ素子の内
部構成を示すブロック図である。

【図４】本発明のアクティブマトリックス型液晶表示素
子を用いたレスキュー補償回路の構成例を示す図であ
る。

【図５】本発明の液晶表示装置用の信号線駆動用ＬＳＩ
素子の他の実施形態を示すブロック図である。

【図６】本発明の液晶パネル用の信号線駆動用ＬＳＩ素
子をＴＣＰで実施した形態を示す実装平面図である。

【図７】従来のレスキュー回路を含む、アクティブマト
リックス型液晶表示素子を用いた液晶表示装置を示す平
面模式図である。

【図８】従来のレスキュー配線の構成を示す図面であ
る。

【図９】従来の液晶パネル用信号線駆動用ＬＳＩ素子を
ＴＣＰで実施した形態を示す実装平面図である。

【図１０】従来の信号線駆動用ＬＳＩ素子の内部構成を
示すブロック図である。

【符号の説明】

１ 複数本の信号電極、走査電極を有する第１のガラス
基板 ２ 第１のガラスに対向する第２のガラス基板 ３ 有効表示領域 ４、４Ａ、４Ｂ 信号線駆動用ＬＳＩ素子 ５、５Ａ 信号線駆動用ＬＳＩ素子が実装されたＴＣＰ
(Tape Carrier Package) ６ 信号回路系プリント配線基板 ７ 走査線駆動用ＬＳＩ素子 ８ 走査線駆動用ＬＳＩ素子が実装されたＴＣＰ(Tape
Carrier Package) ９ 走査回路系プリント配線基板 １０ 接続用ジャンパー線 １１ 信号線の断線部分 １２ 正常な信号線 １３ａ、１３ｂ 断線部分がある信号線上部、下部 １４ａ、１４ｂ 信号線引き出し部の上部、下部 １５ 信号線断線がある表示ブロックの信号線駆動用Ｌ
ＳＩ素子４及びＴＣＰ５の周辺部 １６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ、１６ｅ、１６ｆ、
レスキュー線 １７ａ、１７ｂ レスキュー接続点 １８ データ制御シフトレジスタ １９ データラッチ ２０ ＤＡコンバータ ２１、２１Ａ 出力回路 ２２ バッファーアンプ ２３ バッファーアンプ ２４ バッファーアンプ ２５ 信号線駆動用ＬＳＩ素子に内蔵されたバッファー
アンプ ２６ ＴＣＰのバッファーアンプ入力端子 ２７ ＴＣＰのバッファーアンプ出力端子

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成１０年１１月１７日（１９９８．１１．
１７）

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】発明の名称

【補正方法】変更

【補正内容】

【発明の名称】 液晶表示装置および信号線駆動用
ＬＳＩ素子

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数の走査線とこれに直交する複数の信
   号線とで区画された領域に画素トランジシタを設けたア
   クティブマトリックス型液晶表示素子と、前記複数の信
   号線を複数ブロックに分割し、該ブロック単位に配置接
   続された信号線駆動用ＬＳＩ素子を備え、信号線の断線
   不良を救済するための断線レスキュー線がブロック単位
   で少なくとも１本以上配設された液晶表示装置におい
   て、 前記各ブロックからの断線レスキュー線上で、信号線駆
   動用ＬＳＩ素子の近傍に、断線分離された信号線を含め
   たレスキュー線負荷を駆動する所望の駆動能力を有する
   バッファーアンプを配設したことを特徴とする液晶表示
   装置。
2. 【請求項２】 バッファーアンプをレスキュー用配線毎
   に配設したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装
   置。
3. 【請求項３】 バッファーアンプを各ブロックからの断
   線レスキュー線を集結したレスキューバスラインにブロ
   ック毎に配設したことを特徴とする請求項１記載の液晶
   表示装置。
4. 【請求項４】 複数の液晶パネル信号線駆動用出力回路
   を有する信号線駆動用ＬＳＩ素子において、複数の出力
   回路から成る出力回路列の片側、又は両側に、所望の駆
   動能力を有する１個以上のバッファーアンプを配設した
   ことを特徴とする液晶表示装置用の信号線駆動用ＬＳＩ
   素子。
5. 【請求項５】 前記バッファーアンプの入力端子を、信
   号線駆動用ＬＳＩ素子の出力回路の出力側に、出力端子
   を、同ＬＳＩ素子の入力端子側に並べて配置したことを
   特徴とする請求項４記載の液晶表示装置用の信号線駆動
   用ＬＳＩ素子。