JP4104044B2

JP4104044B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP4104044B2
Application number: JP2001209256A
Authority: JP
Inventors: 陽一五十嵐; 義雄大脇
Original assignee: 株式会社日立ディスプレイズ
Priority date: 2001-07-10
Filing date: 2001-07-10
Publication date: 2008-06-18
Anticipated expiration: 2021-07-10
Also published as: JP2003022060A; US20030011547A1; US7190361B2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶パネルに実装する駆動回路を変更することなく、高解像度化に伴う電磁波輻射の抑制と省電力化を可能とした液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置は、画像表示画面を構成する液晶パネルの周辺にデータ線駆動回路と走査線駆動回路を有する駆動回路を搭載し、これらの駆動回路に表示のための各種信号を供給するインターフェース回路基板が取付けされている。インターフェース回路基板は、外部信号源からの画像信号（表示信号）、画素クロック信号を含む各種のタイミング信号および電源を入力して液晶パネルに画像を表示するための表示データを生成するタイミングコンバータおよび電源部を構成する複数の半導体集積回路からなる表示制御装置が搭載されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
液晶表示装置の高解像度化に伴って、環境への電磁輻射干渉抑制手段、所謂ＥＭＩ対策が施されている。ＥＭＩは、液晶表示装置の筐体構造や主としてデータ線供給配線の電磁遮蔽構造、画素クロック信号の周波数などのパラメータの設定等で対策されている。しかし、製品出荷段階で、例えばノートパソコンに実装されることを想定して上記ＥＭＩ対策を施した液晶表示装置を他の電子機器に実装するような場合や使用環境によっては、さらにＥＭＩ対策を施す必要が生じることがある。このような場合に、液晶表示装置の上記したパラメータを変更することは液晶表示装置そのものの設計変更を伴うため現実的でない。
【０００４】
また、この種の液晶表示装置にたいしては、省電力化の要望が大きい。しかし、製品化以降での省電力化は困難である。このようなことが従来から解決すべき課題の一つとなっていた。
【０００５】
本発明は、上記従来技術における課題を解消し、製品化後の液晶表示装置でも、実装される電子機器の使用環境に応じて上記ＥＭＩ対策と省電力化を実現可能とした液晶表示装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、液晶表示装置のインターフェース基板に搭載されるタイミングコンバータに特別の端子を設けておき、この端子に外部から画像信号の画素クロック信号の周波数を変更する信号を印加するように構成した。また、本発明は、上記タイミングコンバータから液晶パネルの駆動回路に供給する電源電圧を外部から変更可能とした回路を設けた。本発明の代表的な構成を記述すれば、次のとおりである。
【０００７】
（１）：液晶パネルの周辺に実装したデータ線駆動回路と走査線駆動回路、および前記液晶パネルの近傍に設けたインターフェース回路基板を有する液晶表示装置であって、
前記インターフェース回路基板には、外部信号源からの表示信号、画素クロック信号を含む各種のタイミング信号および電源を入力して前記液晶パネルに画像を表示するための表示データを生成するタイミングコンバータおよび電源部を構成する複数の半導体集積回路からなる表示制御装置を搭載してなり、
前記タイミングコンバータを構成する半導体集積回路は、前記液晶パネルに表示される画像信号の画素クロックの周波数を高速と低速に切り換える表示モード選択端子を有し、
前記表示モード選択端子に外部から印加される表示モード選択信号に応じて前記液晶パネルに表示する画像信号の画素クロック信号の周波数を変更することを特徴とする。
【０００８】
上記表示モード選択端子は前記インターフェース回路基板に有する前記表示モード選択信号に対応する固定電位の何れかに接続してよい。この構成としたことにより、液晶表示装置を実装する電子機器の使用環境に応じたＥＭＩ対策を当該電子機器への実装時に設定できる。
【０００９】
（２）：液晶パネルの周辺に実装したデータ線駆動回路と走査線駆動回路、および前記液晶パネルの近傍に設けたインターフェース回路基板を有する液晶表示装置であって、
前記インターフェース回路基板には、外部信号源からの表示信号、画素クロック信号を含む各種のタイミング信号および電源を入力して前記液晶パネルに画像を表示するための表示データを生成するタイミングコンバータおよび電源部を構成する複数の半導体集積回路を搭載してなり、
前記表示制御装置に、前記液晶パネルの前記データ線駆動回路の動作電圧を外部から調整する動作電圧調整回路を有し、
前記動作電圧調整回路に外部から印加される動作電圧調整信号に応じて前記液晶パネルの動作電圧を変更することを特徴とする。
【００１０】
上記動作電圧調整回路に外部から印加される動作電圧調整信号は前記インターフェース回路基板に有する前記液晶パネルの動作電圧の何れかに対応する固定電位に接続するようにできる。この構成により、液晶表示装置の省電力化を電子機器への実装後に実現できると共に、データ線駆動回路の動作電圧を低減することで上記ＥＭＩ対策も可能となる。なお、本発明は上記の構成および後述する実施例の構成に限定するものではなく、本発明の技術思想を逸脱しない範囲で種々の変形が可能であることは言うまでもない。
【００１１】
【発明の実施の態様】
以下、本発明の実施の形態について、実施例の図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明による液晶表示装置の第一実施例を説明するタイミングコンバータの模式的な説明図である。このタイミングコンバータは液晶パネルの近傍に設けたインターフェース回路基板上に搭載される。ここでは、その端子配列のみを示す。図示したタイミングコンバータＴＣＯＮの端子数（ピン数）は２０８本である。
【００１２】
図１中、このタイミングコンバータＴＣＯＮの端子番号１番乃至２０８番には、電源（３．３Ｖ）端子、接地端子、入力端子、出力端子をそれぞれ複数有している。これらの端子の中に表示モード選択端子を設けている。本実施例では、端子番号１６を上記表示モード選択端子ＦＣＫとしている。この表示モード選択端子ＦＣＫに液晶パネルに表示される画像信号の画素クロックの周波数を高速と低速に切り換える表示モード選択信号ＭＳＣを印加することで、表示される画像信号を高速と低速に切り換える。
【００１３】
本実施例では、表示モード選択信号ＭＳＣを「０」としたときに画素周波数が高速の１６２ＭＨｚになり、表示モード選択信号ＭＳＣを「１」としたときに画素周波数が低速の１３５ＭＨｚになるように設定されている。なお、表示モード選択端子ＦＣＫを接地した状態で表示モード選択信号ＭＳＣが「０」、電源電圧（３．３Ｖ）としたときに表示モード選択信号ＭＳＣが「１」となるようにしている。上記「０」あるいは「１」の表示モード選択信号ＭＳＣの設定は、インターフェース回路基板上にある接地電位の配線あるいは動作電圧の配線に接続することで実現できる。
【００１４】
図２は本実施例における表示モード選択信号に応じた液晶パネルの表示状態の説明図である。高速表示モードである画素クロック信号が１６２ＭＨｚの場合は、図２の表示領域ＡＲは液晶パネルＰＮＬの画面全域を占めているものとする。図２中、ＢＨは水平ブランキング信号、ＢＶは垂直ブランキング信号を模式的に示したものである。表示モード選択信号ＭＳＣを「１」とすることにより、タイミングコンバータＴＣＯＮは上記の水平ブランキング信号ＢＨと垂直ブランキング信号ＢＶの期間を矢印Ａ、Ｂ方向に短縮する。
【００１５】
したがって、画像信号の各画素信号が液晶パネルＰＮＬの各画素に供給されるタイミングが短縮された上記水平ブランキング信号ＢＨと垂直ブランキング信号ＢＶの期間分、画面上では遅延されて、液晶パネルＰＮＬの画面に表示される水平方向および垂直方向サイズが拡大する。
【００１６】
このように、本実施例によれば、液晶表示装置のパラメータを変更することなく、外部から印加される表示モード選択信号ＭＳＣに応じて、高速と低速の各画素クロック信号に対して正常な表示がなされると共に、環境に応じて低速モードとすることによってＥＭＩ対策をさらに向上することができる。
【００１７】
図３は本発明による液晶表示装置の第二実施例を説明する表示制御装置の構成図である。本実施例は、低速モードの場合には外部信号源ＨＯＳＴから入力する表示信号を一旦メモリに蓄え、低速の読出クロックで読み出すことで液晶パネルＰＮＬに供給するようにしたものである。なお、高速モードでは、外部信号源ＨＯＳＴの表示信号をメモリＭを介さずに液晶パネルＰＮＬに供給する。
【００１８】
すなわち、外部信号源ＨＯＳＴから入力する表示信号は表示モード選択回路ＭＳＳに外部から印加される表示モード選択信号ＭＳＣで高速モードと低速モードとに切り換えられる。表示モード選択信号ＭＳＣが「０」の場合は高速モードであり、外部信号源ＨＯＳＴから入力する表示信号はそのまま液晶パネルＰＮＬに供給される。一方、表示モード選択信号ＭＳＣが「１」の場合は低速モードであり、外部信号源ＨＯＳＴから入力する表示信号は一旦メモリＭに書き込まれる。この書込みのクロック信号は高速の周波数（例えば、１６２ＭＨｚ）である。書き込まれた表示信号は低速（例えば、１３５ＭＨｚ）の読出クロック信号ＣＬＫで読み出されて液晶パネルＰＮＬに供給される。
【００１９】
上記表示モード選択信号ＭＳＣが「０」、「１」の設定はインターフェース回路基板上にある接地電位の配線あるいは動作電圧の配線に接続することで実現できる。本実施例により、液晶表示装置のパラメータを変更することなく、外部から印加される表示モード選択信号ＭＳＣに応じて、高速と低速の各画素クロック信号に対して正常な表示がなされると共に、低速モードとすることによってＥＭＩ対策を実現できる。
【００２０】
図４は本発明による液晶表示装置の第三実施例を説明する表示制御装置の要部回路の構成図である。本実施例は、液晶パネルの駆動回路に供給する電源電圧を低減することでＥＭＩ対策を実現したものである。液晶表示装置は、その液晶パネルのデータ線駆動回路（所謂、ドレインドライバ）に動作電圧が３．３Ｖとであるとする。この液晶表示装置を実装した電子機器の使用環境がさらにＥＭＩ対策を要求している場合、その動作電圧を例えば３．０Ｖに低減させるものである。
【００２１】
図４において、電源電圧と駆動回路への動作電圧の出力端子ＯＵＴの間に抵抗Ｒ１とＲ２の並列回路にアナログスイッチＡＳＷを直列接続した回路を設ける。例えば、抵抗Ｒ１では液晶パネルの駆動回路に３．３Ｖ動作電圧が出力され、抵抗Ｒ２では３．０Ｖ動作電圧が出力されるものとする。外部から入力する切替え信号ＣＳＷでアナログスイッチＡＳＷを切替えて抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２を切り換える。
【００２２】
本実施例によれば、液晶表示装置を実装した電子機器の使用環境でさらにＥＭＩ対策を行う場合は、抵抗Ｒ２が選択される。駆動回路の動作電圧が低減されることで、ＥＭＩが低減し、同時に消費電力も低減される。上記アナログスイッチＡＳＷは電子機器への実装時の作業工程で固定の電位に接続してもよく、また、インターフェース回路基板上にユーザ設定スイッチとして実装しておいてもよい。あるいは、キーボード等の操作でソフトウエア的に設定するようにしてもよい。
【００２３】
図５は本発明による液晶表示装置の第四実施例を説明する表示制御装置の要部回路の構成図である。この回路を図４の抵抗Ｒ１，Ｒ２およびアナログスイッチＡＳＷの部分に置き換えることで本実施例を構成する。前記した第３実施例では、２つの抵抗Ｒ１とＲ２を切り換えて駆動回路の動作電圧を変更したが、本実施例では２つの抵抗Ｒ１とＲ２を直列と並列に切り換えるようにしたものである。
【００２４】
すなわち、抵抗Ｒ１では液晶パネルの駆動回路に３．３Ｖ動作電圧が出力されるものとし、この抵抗Ｒ１と並列に抵抗Ｒ２とスイッチング素子ＳＴｒの直列回路を並列に接続した。スイッチング素子ＳＴｒの制御端子には外部から切替え信号ＣＳＷを入力する。切替え信号ＣＳＷでスイッチング素子ＳＴｒが導通すると、抵抗Ｒ１と抵抗Ｒ２は並列に接続されるため、その合成抵抗が下がり、出力ＯＵＴに３．０Ｖの動作電圧が出力される。本実施例によっても、液晶表示装置を実装した電子機器の使用環境でさらにＥＭＩ対策を行う場合は、抵抗Ｒ２が選択される。駆動回路の動作電圧が低減されることで、ＥＭＩが低減し、同時に消費電力も低減される。
【００２５】
上記スイッチング素子ＳＴｒの制御端子に与える切替え信号ＣＳＷは、インターフェース回路基板上の適宜の電位配線に直接接続してもとく、またインターフェース回路基板上にユーザ設定スイッチとして実装しておいてもよい。あるいは、キーボード等の操作でソフトウエア的に設定するようにしてもよい。
【００２６】
次に、本発明の液晶表示装置の全体構成の例とその応用例を説明する。図６は本発明を適用した薄膜トランジスタ型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。この液晶表示装置は、液晶パネルＰＮＬの周辺にデータ線（ドレイン信号線、ドレイン線、または映像信号線）駆動回路（半導体チップ）すなわちドレインドライバＤＤＲを搭載したプリント回路基板、走査線（ゲート信号線またはゲート線とも言う）駆動回路（半導体チップ）すなわちゲートドライバＧＤＲを搭載したプリント回路基板を有する。
【００２７】
ドレインドライバＤＤＲとゲートドライバＧＤＲに画像表示のための表示信号（表示データ、あるいは画像データ）やクロック信号、階調電圧などを供給する表示制御手段である表示制御装置ＣＲＬ、電源部ＰＷＵをを搭載したインターフェース回路基板を備えている。なお、回路基板（プリント回路基板）は図示していない。上記の駆動回路を搭載したプリント回路基板と走査線駆動回路を搭載したプリント回路基板に代えて、液晶パネルＰＮＬを構成するガラス基板上に上記半導体チップを直接搭載した形式のものもある。
【００２８】
図６において、コンピュータ、パソコンやテレビ受像回路などの外部信号源（ＨＯＳＴ）からの表示データと制御信号クロック、表示タイミング信号、同期信号等の各種信号は表示制御装置ＣＲＬに入力する。表示制御装置ＣＲＬを構成するインターフェース回路基板には、階調基準電圧生成部、タイミングコンバータＴＣＯＮなどが実装されており、外部からの表示データを液晶パネルＰＮＬでの表示に適合した形式のデータに変換する。タイミングコンバータＴＣＯＮの端子配列とその関連回路は前記した本発明の実施例の構成を備えている。
【００２９】
ゲートドライバＧＤＲとドレインドライバＤＤＲに対する表示データとクロック信号は図示したように供給される。ドレインドライバＤＤＲの前段のキャリー出力は、そのまま次段のドレインドライバのキャリー入力に与えられる。インターフェース回路基板あるいはタイミングコンバータＴＣＯＮには、前記した本発明の実施例で説明した構成の何れかが設けられている。
【００３０】
図７は本発明による液晶表示装置の全体構造を説明する展開斜視図であり、液晶表示装置（以下、２枚の基板ＳＵＢ１，ＳＵＢ２を貼り合わせてなる液晶パネル、駆動手段、バックライト、その他の構成部材を一体化した液晶表示モジュール：ＭＤＬと称する）の具体的構造を説明するものである。
【００３１】
図７において、ＳＨＤは金属板からなるシールドケース（メタルフレームとも言う）、ＷＤは表示窓、ＩＮＳ１〜３は絶縁シート、ＰＣＢ１〜３は駆動手段を構成する回路基板（ＰＣＢ１はドレイン側回路基板：映像信号線駆動用回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３はインターフェース回路基板）、ＪＮ１〜３は回路基板ＰＣＢ１〜３同士を電気的に接続するジョイナ、ＴＣＰ１，ＴＣＰ２はテープキャリアパッケージ、ＰＮＬは液晶パネル、ＧＣはゴムクッション、ＩＬＳは遮光スペーサ、ＰＲＳはプリズムシート、ＳＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光板、ＲＦＳは反射シート、ＭＣＡは一体化成形により形成された下側ケース（モールドフレーム）、ＭＯはＭＣＡの開口、ＬＰは蛍光管、ＬＰＣはランプケーブル、ＧＢは蛍光管ＬＰを支持するゴムブッシュ、ＢＡＴは両面粘着テープ、ＢＬは蛍光管や導光板等からなるバックライトを示し、図示の配置関係で拡散板部材を積み重ねて液晶表示モジュールＭＤＬが組立てられる。
【００３２】
液晶表示モジュールＭＤＬは、下側ケースＭＣＡとシールドケースＳＨＤの２種の収納・保持部材を有し、絶縁シートＩＮＳ１〜３、回路基板ＰＣＢ１〜３、液晶パネルＰＮＬを収納固定した金属製のシールドケースＳＨＤと、蛍光管ＬＰ、導光板ＧＬＢ、プリズムシートＰＲＳ等からなるバックライトＢＬを収納した下側ケースＭＣＡとを合体させてなる。
【００３３】
回路基板ＰＣＢ１とＰＣＢ２には液晶パネルＰＮＬの各画素を駆動するための半導体集積回路（半導体チップ）が搭載され、またインターフェース回路基板ＰＣＢ３には外部ホストからの映像信号の受入れ、タイミング信号等の制御信号を受け入れる半導体チップ、およびタイミングを加工してクロック信号を生成するタイミングコンバータＴＣＯＮ等が搭載される。このタイミングコンバータＴＣＯＮの半導体チップの実装構造は前記本発明の実施例で説明したようになっている。
【００３４】
インターフェース回路基板ＰＣＢ３および回路基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２は多層配線基板であり、上記クロック信号ラインＣＬＬはインターフェース回路基板ＰＣＢ３および回路基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２の内層配線として形成される。なお、図７では、液晶パネルＰＮＬには薄膜トランジスタＴＦＴを駆動するためのドレイン側回路基板ＰＣＢ１、ゲート側回路基板ＰＣＢ２およびインターフェース回路基板ＰＣＢ３がテープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２で接続され、各回路基板間はジョイナＪＮ１，２，３で接続されている。
【００３５】
しかし、上記の構成に限らず、駆動回路（半導体積層回路）や各種配線を液晶パネルの一方の基板の周辺に直接設けた、所謂ＦＣＡあるいはＣＯＧと呼ばれる実装方式を採用したものでは、回路基板ＰＣＢ１、ＰＣＢ２に替えてフレキシブルプリント基板が用いられる。また、その場合、テープキャリアパッケージＴＣＰ１，ＴＣＰ２やジョイナＪＮ１，２，３は特に必要なものではない。
【００３６】
図８は本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の一例としてのノート型コンピュータの斜視図である。このノート型コンピュータ（可搬型パソコン）はキーボード部（本体部）と、このキーボード部にヒンジで連結した表示部から構成される。キーボード部にはキーボードとホスト（ホストコンピュータ）、ＣＰＵ等の信号生成機能を収納し、表示部には液晶パネルＰＮＬを有し、その周辺に駆動回路基板ＰＣＢ１，ＰＣＢ２、コントロールチップＴＣＯＮを搭載したＰＣＢ３、およびバックライト電源であるインバータ電源基板などが実装される。
【００３７】
そして、上記液晶表示パネルＰＮＬ、各種回路基板ＰＣＢ１，ＰＣＢ２，ＰＣＢ３、インバータ電源基板、およびバックライトを一体化した図７で説明した液晶表示モジュールを実装してある。
【００３８】
図９は本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の他例としてのディスプレイモニターの正面図である。このディスプレイモニターは表示部とスタンド部とから構成され、表示部には前記した本発明による液晶表示装置が実装されている。また、このようなディスプレイモニターのスタンド部にホストコンピュータ、あるいはテレビ受像回路を内蔵してもよい。
【００３９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、外部からの表示モード切替え信号あるいは動作電圧の変更信号で液晶表示装置のＥＭＩ対策と省電力化を実現でき、液晶表示装置の使用環境に適用可能となり、製品化後のＥＭＩ対策と省電力化が可能な液晶表示装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による液晶表示装置の第一実施例を説明するタイミングコンバータの模式的な説明図である。
【図２】本実施例における表示モード選択信号に応じた液晶パネルの表示状態の説明図である。
【図３】本発明による液晶表示装置の第二実施例を説明する表示制御装置の構成図である。
【図４】本発明による液晶表示装置の第三実施例を説明する表示制御装置の要部回路の構成図である。
【図５】本発明による液晶表示装置の第四実施例を説明する表示制御装置の要部回路の構成図である。
【図６】本発明を適用した薄膜トランジスタ型液晶表示装置の構成と駆動システムの説明図である。
【図７】本発明による液晶表示装置の全体構造を説明する展開斜視図である。
【図８】本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の一例としてのノート型コンピュータの斜視図である。
【図９】本発明による液晶表示装置を実装した電子機器の他例としてのディスプレイモニターの正面図である。
【符号の説明】
ＴＣＯＮ・・・・タイミングコンバータ、ＦＣＫ・・・・表示モード選択端子、ＭＳＣ・・・・表示モード選択信号、ＢＨ・・・・水平ブランキング信号、ＢＶ・・・・垂直ブランキング信号、ＨＯＳＴ・・・・外部信号源、ＭＳＳ・・・・表示モード選択回路、ＭＳＣ・・・・表示モード選択信号、ＣＬ・・・・読出クロック信号。

Claims

液晶パネルの周辺に実装したデータ線駆動回路と走査線駆動回路、および前記液晶パネルの近傍に設けたインターフェース回路基板、及びメモリを有する液晶表示装置であって、
前記インターフェース回路基板には、外部信号源からの表示信号、画素クロック信号を含む各種のタイミング信号および電源を入力して前記液晶パネルに画像を表示するための表示データを生成するタイミングコンバータおよび電源部を構成する複数の半導体集積回路からなる表示制御装置を搭載してなり、
前記タイミングコンバータを構成する半導体集積回路は、前記液晶パネルに表示される画像信号の画素クロックの周波数を高速若しくは低速の何れか一方に切り換えるための表示モード選択端子を有し、前記表示モード選択端子に外部から印加される表示モード選択信号に応じて前記液晶パネルに表示する画像信号の画素クロック信号の周波数を高速若しくは低速の何れか一方に変更し、
前記表示モード選択信号が低速の場合には、前記外部信号源からの表示信号を一旦前記メモリに蓄え、低速の画素クロックで読み出して前記液晶パネルに前記表示信号を供給し、
前記表示モード選択信号が高速の場合には、前記外部信号源からの表示信号を前記メモリを介さずに前記液晶パネルに供給することを特徴とする液晶表示装置。
前記表示モード選択端子を前記インターフェース回路基板に有する前記表示モード選択信号に対応する固定電位の何れかに接続したことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記表示制御装置に、前記液晶パネルの前記データ線駆動回路の動作電圧を外部から調整する動作電圧調整回路を有し、
前記動作電圧調整回路に外部から印加される動作電圧調整信号に応じて前記液晶パネルの動作電圧を変更することを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
前記動作電圧調整回路に外部から印加される動作電圧調整信号を前記インターフェース回路基板に有する前記液晶パネルの動作電圧の何れかに対応する固定電位に接続したことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。