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JP2010266660A - 画像表示装置用伝送システムおよび電子機器 - Google Patents

画像表示装置用伝送システムおよび電子機器 Download PDF

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JP2010266660A JP2009117549A JP2009117549A JP2010266660A JP 2010266660 A JP2010266660 A JP 2010266660A JP 2009117549 A JP2009117549 A JP 2009117549A JP 2009117549 A JP2009117549 A JP 2009117549A JP 2010266660 A JP2010266660 A JP 2010266660A
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Abstract

【課題】画像処理ICと画像表示ドライバICの伝送におけるEMIやEMSのノイズを低減でき、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる画像表示装置用伝送システムを提供する。
【解決手段】表示パネルに装着されるガラス基板3と、ガラス基板3とフレキシブル基板2を介して接続された回路基板1と、ガラス基板3に実装されたスイッチングデバイスを駆動するための画像表示ドライバIC5と、回路基板1に実装された画像処理IC4とを備える。上記ガラス基板3に実装された画像表示ドライバIC5と回路基板1に実装された画像処理IC4との間で伝送される信号のうちの一部の信号が光信号により伝送される。
【選択図】図1

Description

この発明は、画像表示装置用伝送システムおよび電子機器に関し、詳しくは、表示パネルに装着される第1回路基板に実装されたスイッチングデバイスを駆動するためのドライバICと、第1回路基板とは異なる第2回路基板に実装された画像処理ICとの間で信号を伝送する画像表示装置用伝送システムおよびそれを用いた電子機器に関する。
従来、画像表示装置用伝送システムを用いた電子機器について、画像表示装置として最も一般的な液晶表示装置を説明する。
アクティブマトリクス型の液晶表示装置では、複数の画素がマトリクス状に配置された画像表示部が設けられている。この画像表示部は、2枚の基板とその基板間に封入された液晶とを有している。画素における液晶に電場を発生させるため、一方の基板には各画素に対応する画素電極が形成されており、他方の基板には各画素電極と対面するように対向電極が形成されている。
また、上記液晶表示装置では、各画素電極を備える基板には、各画素を駆動するための複数の走査信号線およびデータ信号線が互いに交差するように設けられている。これらの各交差分には、画素電極のスイッチング機能を有する薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)からなる液晶駆動デバイスがそれぞれ形成されている。
上記液晶表示装置の各画素では、画像処理IC(Integrated Circuit:集積回路)から入力される画像信号に基づいて画像が形成される。上記画像信号より走査信号線に印加される走査信号とデータ信号線に印加されるデータ信号が生成される。走査信号による薄膜トランジスタのON/OFF制御とデータ信号によって各画素の液晶が制御され、これによって画像表示部に画像が表示される。
上記液晶表示装置には、走査信号線を駆動する走査ドライバIC、データ信号線を駆動するデータドライバICが設けられている。これらのドライバICを画像表示ドライバICという。画像表示ドライバICと液晶表示部を接続する方式としては、TAB(Tape Automated Bonding)方式とCOG(Chip On Glass)方式が知られている(例えば、特開2008−241748号公報(特許文献1))。
TAB方式による接続では、例えば図24に示すようにフレキシブル基板101にデータドライバIC102をボンディングしたTCP(テープ・キャリア・パッケージ:Tape Carrier Package)が用いられている。このTCPと液晶表示部104が形成されたガラス基板105の周辺に設けられた接続部は、異方性導電テープ(ACF:Anisotropic Conductive Film)により電気的に接続されている。走査ドライバIC103についても同様の方法で電気的に接続される。
また、COG方式による接続では、図25に示すようにデータドライバIC102はガラス基板105の外周近傍に直接実装される。データドライバIC102は異方性導電テープによってデータ信号線に電気的に接続されている。走査ドライバIC103についても同様の方法で走査信号線に電気的に接続される。図25では、図24と同一の構成部には同一符号を付している。
近年、画像表示装置は、多色化、高解像度化が進んでおり、画像処理ICと画像表示ドライバICとの間の信号の周波数は高く、入力データビット数は多くなる傾向にある。このため、画像処理ICと画像表示ドライバICとの間で高速信号が伝送され、かつ、使用時に折り曲げ構造となるフレキシブル基板では、特にインピーダンス不整合の影響が顕著となり、電磁ノイズが他の機器へ輻射される問題(EMI)や、他の機器がノイズ成分を拾ってしまう問題(EMS)がある。これらは高解像度化を実現する上で大きな問題となっている。
特開2008−241748号公報
そこで、この発明の課題は、画像処理ICと画像表示ドライバICとの間の伝送におけるEMIやEMSのノイズを低減でき、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる画像表示装置用伝送システムを提供することにある。
上記課題を解決するため、この発明の画像表示装置用伝送システムは、
表示パネルに装着される第1回路基板と、
上記第1回路基板に実装されたスイッチングデバイスを駆動するための画像表示ドライバICと、
上記第1回路基板と可撓性部材を介して接続された第2回路基板と、
上記第2回路基板に実装された画像処理ICと
を備え、
上記画像表示ドライバICは、上記第1回路基板または上記可撓性部材に実装され、
上記画像表示ドライバICと上記画像処理ICとの間で伝送される信号のうち、少なくとも一部の信号が光信号により伝送されることを特徴とする。
上記構成によれば、最もインピーダンス不整合の影響を受ける画像表示ドライバICと画像処理ICとの間の伝送路を光信号により伝送することで、画像処理ICと画像表示ドライバICとの間の伝送におけるEMIやEMSのノイズを低減でき、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記画像処理ICと上記画像表示ドライバICとの間で伝送される上記光信号のうちの少なくとも一部の光信号が多重化されている。
上記実施形態によれば、光信号伝送に必要な発光デバイス、受光デバイス、光伝送路の数を低減できるので、安価なシステムを構築することが可能である。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記第1回路基板と上記第2回路基板の接続は、電気的に接続する電気接続部および光学的に接続する光学接続部により行われ、上記電気接続部と上記光学接続部は異なる接続部品である。
上記実施形態によれば、電気信号と光信号の接続部品としてそれぞれに適宜最適なコネクタ部品を選択することができる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記第1回路基板と上記第2回路基板の接続は、電気的に接続する電気接続部および光学的に接続する光学接続部により行われ、上記電気接続部と上記光学接続部は共通の接続部品である。
上記実施形態によれば、共通の接続部品を用いた第1回路基板と第2回路基板との接続は、一度の動作で実行されるため、利便性が高くなり、部品点数も減少して安価な構成となる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記光信号の伝送路の少なくとも一部が光導波路である。
上記実施形態によれば、光信号の伝送路の少なくとも一部に光導波路を使用することで、第1回路基板と第2回路基板とを接続する可撓性部材に用いられるフレキシブル基板と一体で作製することも可能であり、利便性、敷設性が高くなる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記光信号の伝送路の少なくとも一部が光ファイバである。
上記実施形態によれば、光信号の伝送路の少なくとも一部に光ファイバを使用することで、信頼性が高く安価な配線を実現することができる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記光信号の伝送路の少なくとも一部が光導波路と光ファイバである。
上記実施形態によれば、光信号の伝送路の少なくとも一部に、可撓性部材として用いられるフレキシブル基板に一体に形成された光導波路を使用し、光導波路と基板間を接続する場所は光ファイバを使用する構成が可能となり、利便性、敷設性が高くなる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記光信号の伝送路の少なくとも一部が空間伝送である。
上記実施形態によれば、光信号の伝送路の少なくとも一部を空間伝送とすることで、安価な画像表示装置用伝送システムを実現することができる。
また、一実施形態の画像表示装置用伝送システムでは、
上記光信号の伝送路の少なくとも一部が上記第1回路基板の一部である。
上記実施形態によれば、第1回路基板に画像表示ドライバICをCOG方式により実装した場合は、第1回路基板にガラス基板など光透過性が比較的高いものを使用することにより、その基板を光信号が透過することで、曲げのない伝送路を実現することができ、信号の劣化を抑えることができる。
また、この発明の電子機器では、
上記のいずれか1つの画像表示装置用伝送システムを用いたことを特徴とする。
上記構成によれば、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる。
以上より明らかなように、この発明の画像表示装置用伝送システムおよび電子機器によれば、簡単な構成でEMIやEMSの問題を回避した構造とすることが可能であり、表示する画像の高精細や多色化を実現することが可能である。
図1はこの発明の第1実施形態の画像表示ドライバICをTAB方式で表示パネルに接続した画像表示装置用伝送システムの構成を示す図である。 図2は画像表示ドライバICを光TAB方式で表示パネルに接続した画像表示装置用伝送システムの構成を示す図である。 図3Aは発光デバイスをパッケージしたEOパッケージの構造を示す図である。 図3Bは上記EOパッケージに光伝送路として光ファイバを使用した構造を示す図である。 図3Cは上記EOパッケージと上記光ファイバを接続した光学接続部の構造を示す図である。 図4AはEOパッケージの構造を示す図である。 図4Bは光伝送路に使用する光導波路の構造を示す図である。 図4Cは上記EOパッケージと上記光導波路を接続した光学接続部の構造を示す図である。 図5AはEOパッケージの構造を示す図である。 図5Bは光伝送路に使用する光導波路の構造を示す図である。 図5Cは上記EOパッケージと上記光導波路を接続した光学接続部の構造を示す図である。 図6AはEOパッケージの構造を示す図である。 図6Bは上記EOパッケージと接続するコネクタの構造を示す図である。 図6Cは上記EOパッケージに上記コネクタを接続した光学接続部の構造を示す図である。 図7AはEOパッケージの発光部の出射光の光軸が回路基板に対して法線方向となる光学接続部の構造を示す図である。 図7BはEOパッケージの発光部の出射光の光軸が回路基板に対して法線方向となる光学接続部の他の構造を示す図である。 図7CはEOパッケージの発光部の出射光の光軸が回路基板に対して法線方向となる光学接続部の他の構造を示す図である。 図8はこの発明の第2実施形態の光TAB方式の画像表示装置用伝送システムを示す図である。 図9Aは基板一体型光伝送路に適用した光導波路を示す図である。 図9Bは上記光導波路に光伝送路として光ファイバを適用した光学接続部を示す図である。 図9Cは上記光ファイバを配置した光導波路上に抑えジグを配置した光学接続部を示す図である。 図10Aは基板一体型光伝送路に適用した光導波路を示す図である。 図10Bは光伝送路に適用した光導波路を示す図である。 図10Cは上記光伝送路と上記光導波路を接続した光学接続部を示す図である。 図11Aは基板一体型光伝送路の光学接続部としてのコネクタを示す図である。 図11Bは光伝送路の光学接続部としてのコネクタを示す図である。 図11Cは上記光伝送路の光学接続部としてのコネクタと基板一体型光伝送路の光学接続部としてのコネクタとを組み合わせた状態を示す図である。 図12は光学接続部における光軸が一致しない画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図13はこの発明の第3実施形態の光TAB方式の画像表示装置用伝送システムを示す図である。 図14はこの発明の第4実施形態の基板一体型光伝送路同士の光学接続部において、反射ミラーを使用した画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図15はこの発明の第5実施形態の特定の光伝送路をもたない光無線構造の画像表示装置用伝送システムを示す図である。 図16はこの発明の第6実施形態の光伝送路をフレキシブル基板の部分にのみ限定した画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図17はこの発明の第7実施形態の画像表示ドライバICをCOG方式でガラス基板に実装した画像表示装置用伝送システムを示す図である。 図18はACFにてガラス基板に受光デバイスが実装された状態を示す図である。 図19はこの発明の第8実施形態の回路基板に発光デバイスが実装された画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図20はフレキシブル基板に発光デバイスが実装された画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図21は基板一体型光伝送路から出力した光信号を受光デバイスに入力する画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図22は光伝送系の相対位置合わせのための保持具を必要としない画像表示装置用伝送システムの構造を示す図である。 図23Aは発光デバイスとフレキシブル基板が電気的に接続される画像表示装置用伝送システムの組み立て前の構造を示す図である。 図23Bは上記画像表示装置用伝送システムの組み立て後の構造を示す図である。 図24は従来のTAB方式により画像表示ドライバICと液晶表示部を接続する液晶表示装置を示す図である。 図25は従来のCOG方式により画像表示ドライバICと液晶表示部を接続する液晶表示装置を示す図である。
以下、この発明の画像表示装置用伝送システムの好ましい実施の形態について図面を参照して説明する。なお、図1〜図23では、同一の機能を有する各構成部については、図示および説明簡略化のために同一符号を付して示す。この実施の形態で説明する画像表示装置は、アクティブマトリクス型の液晶表示装置である。
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態の画像表示ドライバをTAB方式で表示パネルに接続した画像表示装置用伝送システムの構成を示す。
図1に示すように、第2回路基板の一例としての回路基板1に実装された画像処理IC(Integrated Circuit:集積回路)4により、画像を表示させるための画像信号や制御信号が生成される。これらの信号のうちの光化される信号は、シリアライズICであるSER9により多重化され、駆動IC10により発光デバイス6を駆動する信号に変換される。発光デバイス6により発信された光信号は、回路基板1に設けられた光伝送路8を伝搬し、光学接続部を経て可撓性部材の一例としてのフレキシブル基板2に設けられた光伝送路8を通り、受光デバイス7に受信される。そして、受光デバイス7にて電気信号となった信号は、増幅IC11で増幅され、デシリアライズICであるDES12により画像表示ドライバIC5で処理できるデータ形式に復元される。光化されない信号および電源は、フレキシブル基板2を伝送し、画像表示ドライバIC5に入力される。信号を受信した画像表示ドライバIC5は、表示パネルの走査信号線やデータ信号線を介してスイッチングデバイスの一例としての薄膜トランジスタ(図示せず)を駆動する。
回路基板1とフレキシブル基板2は、電気接続部CN1と光学接続部CN2で電気的かつ光学的に接続される。フレキシブル基板2と第1回路基板の一例としてのガラス基板3はACF等を用いて電気的に接続される。
発光デバイス6には、ファブリペロ型レーザダイオード、VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting LASER:垂直共振器面発光レーザ)、RC−LED(Resonant Cavity Light Emitting Diode)等のレーザダイオードやLEDが使用される。
受光デバイス7では、SiからなるPIN−PD(フォトダイオード)、またはGaAs等の化合物からなるPDが使用される。増幅IC11には、トランスインピーダンスアンプやリミッティングアンプが必要に応じて使用される。
光伝送路8は、光ファイバや光導波路が使用される。基板に一体で使用する場合には、基板に光ファイバを敷設したファイバ配線基板のほか、基板作製に適したプロセスで作製される有機系の導波路も有用である。
光ファイバには、シリカ製の光ファイバ、プラスチック光ファイバやプラスチッククラッドファイバを使用することもできる。光導波路は、無機系ではシリカ系の導波路があり、有機系であればエポキシやアクリル、ポリイミド、ノルボルネン等を材料とした導波路が使用できる。
光信号伝送では、発光部、光伝送路、および受光部の光結合損失が信号の減衰に大きな影響を与える。したがって、薄型化が望まれる画像表示装置においては、低背を実現しつつ光部品の位置合わせ精度の高い構造が求められる。
図2は画像表示ドライバを光TAB方式で表示パネル3に接続した画像表示装置用伝送システムの構成を示している。この画像表示装置用伝送システムは、光伝送路8を宙に浮いた架空配線として、発光デバイス6と光伝送路8において光学接続部CN2を有し、受光デバイス7と光伝送路8において光学接続部CN3を有する構造である。
次に、発光デバイス6と光伝送路8の光学接続部CN2における位置合わせ構造について以下に述べる。
図3A〜図3Cは発光デバイス6をパッケージしたEOパッケージ20と光伝送路としての光ファイバ30を接続した光学接続部の構造を示している。
図3Aに示すように、EOパッケージ20に発光部21の出射光の光軸に沿って光ファイバ位置合わせ用のV溝部22を設けている。このV溝部22に沿って図3Bに示すように光ファイバ30を配置して、発光部21の光軸と光ファイバ30の光軸を位置合わせする。そして、図3Cに示すように、V溝部22に沿って配置された光ファイバ30を上側から抑えるための抑えジグ23を配置している。この抑えジグ23には、光ファイバ30に対向する位置にV溝部23aを設けている。
このように、EOパッケージ20に光ファイバ位置合わせ用のV溝部22を設け、それに対応するV溝部23aを抑えジグ23に設けることにより、発光部21の光軸と光ファイバ30の光軸を位置合わせする。なお、受光デバイスについても、同様の構造で光軸の位置合わせすることができる。EOパッケージ20のV溝部22と抑えジグ23のV溝部23aで光ファイバ30を挟む形で抑え、EOパッケージ20と抑えジグ23および光ファイバ30を樹脂で接着して固定している。この樹脂は、光信号の波長領域において、できるだけ透過性が高いものが求められる。また、光部品の位置合わせを考慮すると硬化収縮率の小さな光硬化性樹脂が望ましい。
図4A〜図4CはEOパッケージ20と光伝送路としての光導波路31を接続した光学接続部の構造を示している。
図4Aに示すように、EOパッケージ20に発光部21の出射光の光軸に平行にかつ所定の間隔をあけて断面三角形の畝状の嵌合凸部24を設けている。図4Bに示すように、光導波路31のクラッド部32の嵌合凸部24に対向する位置に断面三角形状の嵌合溝部34を設けている。この光導波路31には、嵌合溝部34に対して平行にかつ所定の間隔をあけて断面矩形状のコア部33を設けている。そして、図4Cに示すように、EOパッケージ20上に、EOパッケージ20の嵌合凸部24を光導波路31の嵌合溝部34に嵌合するように光導波路31を配置している。
このように、EOパッケージ20と光導波路31にそれぞれ設けられた嵌合凸部24,嵌合溝部34により位置合わせを行い、EOパッケージ20と光導波路31を樹脂で接着して固定している。光導波路31に設ける嵌合溝部34は、直接クラッド部32に作製すれば、部品点数も抑えて低背構造が実現できる。
図5A〜図5CはEOパッケージ20と光導波路31を接続した光学接続部の構造を示している。
図5Aに示すように、EOパッケージ20に発光部21の出射光の光軸に対して所定の間隔をあけてマーク25を設けている。図5Bに示すように、光導波路31のクラッド部32のマーク25に対向する位置にマーク35を設けている。この光導波路31には断面矩形状のコア部33を設けている。そして、図5Cに示すように、EOパッケージ20上に、EOパッケージ20のマーク25を光導波路31のマーク35が一致するように光導波路31を配置している。
このように、EOパッケージ20と光導波路31にそれぞれ位置合わせ用のマーク25,35を設けて位置合わせを行い、EOパッケージ20と光導波路31を樹脂で接着して固定している。光導波路31の位置合わせ用のマーク35は、コア部33の作製と同じプロセスでコア層に作製することもでき、コア部33とマーク35の相対的な位置ズレを抑えることができる。この構造は、アクティブアライメントの併用もすれば、特に高い精度が実現できる。したがって、シングルモードの光結合構造など、非常に高い精度が求められる構造に適している。
図6A〜図6CはEOパッケージ20にコネクタ15を接続した光学接続部の構造を示している。
図6Aに示すように、発光部21を有するEOパッケージ20の収納部20aから、発光部21の光軸に対して直交する方向に延びる嵌合凹部27を設けている。図6Bに示すように、コネクタ15に光伝送路8を接続している。このコネクタ15から光伝送路8の光軸方向に対して直交する方向に延びる嵌合凸部16を設けている。そして、図6Cに示すように、EOパッケージ20の嵌合凹部27をコネクタ15に嵌合凸部16が嵌合するように、EOパッケージ20にコネクタ15を配置している。
このように、コネクタ15とEOパッケージ20との位置合わせに嵌合凸部16,嵌合凹部27を用いている。これらの嵌合凸部16,嵌合凹部27は、基板に対して平行な平面に沿った方向に設けることにより、低背構造の光結合構造を設けている。この光結合構造では、光伝送路8に光ファイバと光導波路を共に使用できる。
また、コネクタであることから、光学接続部に加えて、電源や制御信号の電気接続部を兼ね備えることが可能である。この場合、共通の接続部品を用いた第1回路基板と第2回路基板との接続は、一度の動作で実行されるため、利便性が高くなり、部品点数も減少して安価な構成となる。
図7A〜図7CはEOパッケージ20の発光部21からの出射光の光軸が回路基板1に対して法線方向となる画像表示装置用伝送システムの構造を示している。
図7Aに示す画像表示装置用伝送システムでは、発光部21の出射光の光軸が回路基板1表面に対して垂直方向になるように、EOパッケージ20を回路基板1上に載置している。EOパッケージ20の発光部21の上側に光路変換用に反射ミラー40を配置して、発光部21の出射光を回路基板1表面に対して平行な方向に変換している。そして、光路が変換された光信号50を光伝送路8により伝送する。
また、図7Bに示す画像表示装置用伝送システムでは、EOパッケージ20を回路基板1上に載置し、EOパッケージ20内の発光部21の出射光が回路基板1表面に対して垂直方向かつ回路基板1に向かって出射されるようにしている。そして、EOパッケージ20の発光部21の下側かつ回路基板1上に光路変換用に反射ミラー40を配置して、発光部21の出射光を回路基板1表面に対して平行な方向に変換している。光路が変換された光信号50を光伝送路8により伝送する。
図7Cに示す画像表示装置用伝送システムでは、EOパッケージ20を回路基板1上に載置し、EOパッケージ20下側の発光部21の出射光が回路基板1表面に対して垂直方向かつ回路基板1に向かって出射されるようにしている。そして、EOパッケージ20の発光部21の下側の回路基板1の部分に光Via43を形成している。回路基板1の裏面側かつ光Via43に対向する位置に光路変換用に反射ミラー40を配置して、発光部21の出射光を回路基板1表面に対して平行な方向に変換している。そして、光路が変換された光信号50を光伝送路8により伝送する。
このように、図7A〜図7Cでは、光伝送路8の接続部において光路変換用に反射ミラー40を使用しており、反射ミラー40は、ダイシング、型、研磨やレーザによる加工で伝送路に直接ミラー形状を作製することができる。このとき、界面の屈折率差により効率が左右されるので、伝送路の屈折率よりも十分に小さい屈折率をもつ反射用部材41を使用して界面を形成することが望ましい。反射用部材41にて十分な屈折率差が得られない場合は、ミラー界面にAuやAg等の金属膜42を設置すれば、金属反射により反射機構が実現される。
また、図7Cに示すように、光伝送路8がEOパッケージ20に対して基板の反対側に形成される場合、回路基板1には光Via43が形成される。この光Via43は、レーザやドリルを使用して基板に貫通穴を設け、その貫通穴に光透過性樹脂を充填することで形成することができる。フレキシブル基板2に形成する場合には、Cu層をエッチングで除去すれば、PI(polyimide:ポリイミド)層を透過する構造の光Viaを作製することもできる。
これらの画像表示装置用伝送システムの構造は、発光デバイス6と光伝送路8の位置合わせ構造について述べたものであるが、受光デバイス7と光伝送路8の位置合わせについても同様の構造で実現することができる。
上記構成の画像表示装置用伝送システムによれば、最もインピーダンス不整合の影響を受ける伝送路を光信号により伝送することで、画像処理IC4と画像表示ドライバIC5との間の伝送におけるEMIやEMSのノイズを低減でき、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる。
また、上記画像処理IC4と画像表示ドライバIC5との間で伝送される上記光信号のうちの少なくとも一部の光信号が、シリアライズICであるSER9により多重化されていることによって、光信号伝送に必要な発光デバイス、受光デバイス、光伝送路の数を低減させることができるので、安価なシステムとすることが可能である。
また、電気接続部と光学接続部を異なる接続部品とすることによって、電気信号と光信号のそれぞれに適宜最適なコネクタ部品を選択することができる。
また、上記第1実施形態において、光伝送路に光導波路を使用することにより、フレキシブル基板と一体で作製することも可能であり、利便性、敷設性が高くなる。
また、上記第1実施形態において、光伝送路に光ファイバを使用することにより、信頼性が高く安価な配線を実現することができる。
〔第2実施形態〕
図8は、光TAB方式の第2実施形態の画像表示装置用伝送システムを示している。光伝送路は宙に浮いた架空配線の光伝送路8と、フレキシブル基板2と一体に形成された基板一体型光伝送路14により構成されている。光学接続部は、発光デバイス6と光伝送路8、光伝送路8と基板一体型光伝送路14、基板一体型光伝送路14と受光デバイス7の3箇所に必要な構造である。発光デバイス6と光伝送路8の光学接続部CN2、および、基板一体型光伝送路14と受光デバイス7の光学接続部CN3は、図3〜図7の構造を適用することができる。
光伝送路8と基板一体型光伝送路14との光学接続部CN4を以下に述べる。
図9A〜図9Cは光伝送路8に光ファイバ30を適用し、基板一体型光伝送路14に光導波路31を適用した画像表示装置用伝送システムである。
図9Aに示すように、コア部33を有する光導波路31にコア部33の光軸に沿って位置合わせ用のV溝部36を設けている。このV溝部36に沿って図9Bに示すように光ファイバ30を配置して、光導波路31のコア部33の光軸と光ファイバ30の光軸を位置合わせする。そして、図9Cに示すように、V溝部36に沿って配置された光ファイバ30を上側から抑えるための抑えジグ23を光導波路31上に配置している。この抑えジグ23には、光ファイバ30に対向する位置にV溝部23aを設けている。
このように、光導波路31に設けられた位置合わせ用のV溝部36に光ファイバ30を設置し、光ファイバ30と光導波路31を樹脂26で接着して固定している。V溝部36により位置合わせがされるため、コア部33とV溝部36の相対位置の精度は高いものが望ましく、図9A〜図9Cではクラッド部32を直接加工して作製されている。クラッド部32の加工には、硬化時に型により形成することができる。
図10A〜図10Cは光伝送路8と基板一体型光伝送路14を共に光導波路を適用した画像表示装置用伝送システムである。
図10Aに示すように、コア部33Aを有する光導波路31Aにコア部33Aの光軸に平行にかつ所定の間隔をあけて断面三角形の畝状の嵌合凸部34Aを設けている。図10Bに示すように、光導波路31Bのクラッド部32Bの嵌合凸部34Aに対向する位置に断面三角形状の嵌合溝部34Bを設けている。この光導波路31Bには、嵌合溝部34Bに対して平行にかつ所定の間隔をあけて断面矩形状のコア部33Bを設けている。そして、図10Cに示すように、光導波路31Aの嵌合凸部34Aを光導波路31Bの嵌合溝部34Bに嵌合するように、光導波路31A上に光導波路31Bを配置している。
このように、光導波路31A,31Bにはそれぞれ位置合わせ用の嵌合凸部34A,嵌合溝部34Bにより位置合わせがされ、光導波路31A,31Bを樹脂により接着して固定している。
図11A〜図11Cは光伝送路8と基板一体型光伝送路14の光学接続部CN4としてのコネクタ15,17を組み合わせた画像表示装置用伝送システムである。
図11Aに示すように、コア部33を有する光導波路31が接続されたコネクタ17の収納部17aから、コア部33の光軸に対して直交する方向に延びる嵌合凹部18を設けている。図11Bに示すように、コネクタ15に光伝送路8を設けている。このコネクタ15から光伝送路8の光軸方向に対して直交する方向に延びる嵌合凸部16を設けている。そして、図11Cに示すように、コネクタ17の嵌合凹部18にコネクタ15に嵌合凸部16が嵌合するように、コネクタ17の収納部17a内にコネクタ15を配置している。
このように、基板一体型光伝送路14のコネクタ17は基板上に固定されている。図6と同様に位置合わせ用の嵌合凸部16,嵌合凹部18を備えることで、低背構造を実現することができる。この構造では、光伝送路が電気回路基板と一体となっているので、コネクタ15およびコネクタ17は光学接続部と電気接続部を兼ね備えたものを作製することもできる。この場合、共通の接続部品を用いたフレキシブル基板と第2回路基板との接続は、一度の動作で実行されるため、利便性が高くなり、部品点数も減少して安価な構成となる。
図12は、光伝送路8と基板一体型光伝送路14による光伝送系であるが、光学接続部における光軸が一致しない画像表示装置用伝送システムの構造を示している。図12に示すように、フレキシブル基板2上に断面形状が直角三角形の反射用部材41が配置され、その反射用部材41の傾斜面に反射ミラー40を設けている。また、フレキシブル基板2上に、反射用部材41側からフレキシブル基板2に沿って延びる光伝送路8を配置している。上記反射用部材41に光伝送路8の一端を樹脂26により接着して固定している。
この画像表示装置用伝送システムでは、光路変換用に反射ミラー40を設けることで、光信号50の光軸を変換し、光結合を実現している。
上記第2実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
また、上記第2実施形態によれば、フレキシブル基板2に一体に形成された光導波路を光伝送路に使用し、フレキシブル基板2と基板間を接続する場所は光ファイバを使用する構成が可能となり、利便性、敷設性が高くなる。
〔第3実施形態〕
図13は光TAB方式の第3実施形態の画像表示装置用伝送システムを示すものであり、基板一体型光伝送路14を回路基板1およびフレキシブル基板2に作製した構造である。
図13に示すように、回路基板1に画像処理IC4とシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装されている。また、フレキシブル基板2に受光デバイス7と増幅IC11とDES12画像表示ドライバIC5が実装されている。発光デバイス6により発信された光信号は、回路基板1に設けられた基板一体型光伝送路14Aを伝搬し、光学接続部を経てフレキシブル基板2に設けられた基板一体型光伝送路14Bを通り、受光デバイス7に受信される。そして、受光デバイス7にて電気信号となった信号は、増幅IC11で増幅され、デシリアライズICであるDES12により画像表示ドライバIC5で処理できるデータ形式に復元される。光化されない信号および電源は、フレキシブル基板2を介して画像表示ドライバIC5に入力される。信号を受信した画像表示ドライバIC5は、走査信号線やデータ信号線を駆動する。上記回路基板1とフレキシブル基板2は、電気接続部と光学接続部により電気的かつ光学的に接続される。フレキシブル基板2とガラス基板3はACF等を用いて電気的に接続される。
この画像表示装置用伝送システムの構造では、基板一体型光伝送路14A,14B同士の光学接続部が必要となるが、光伝送路の終端部を位置合わせして固定する構造となっている。位置合わせには型やアライメントマークを使用して実行され、固定には樹脂による接着やコネクタのような嵌合固定構造が使用できる。光接続面は光軸に対して垂直な方向では、反射戻り光が雑音にとなる問題があるので、接続面を斜面構造とすることにより、反射戻り光の影響を抑えることができる。反射戻り光を抑えるための接続面は、光軸に対して垂直な方向から4°以上の角度をもつ構造が望ましい。
上記第3実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
〔第4実施形態〕
上記第3実施形態の図13に示す画像表示装置用伝送システムの構造は、光接続面が光伝送路の終端部に限定されるため、設計上の制約がある。そこで、図14に示す第4実施形態の画像表示装置用伝送システムの構造では、基板一体型光伝送路同士の光学接続部において、反射ミラー40を使用し、任意の位置から光を取り出すことを可能とした構造である。
図14に示すように、回路基板1に設けられた基板一体型光伝送路14Aの一端に発光デバイス6が光結合されている。上記基板一体型光伝送路14Aの他端に、発光デバイス6からの光信号を回路基板1の表面に対して垂直方向上側に反射する反射ミラー40Aを配置している。上記反射ミラー40Aの上側には、フレキシブル基板2の一部が重なっており、フレキシブル基板2の反射ミラー40上の部分に光Via43を設けている。上記フレキシブル基板2の光Via43上に、フレキシブル基板2に沿った方向に反射する反射ミラー40Bと、その反射ミラー40Bから受光デバイス7に延びる基板一体型光伝送路14Bを配置している。
上記第4実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
〔第5実施形態〕
図15に示した第5実施形態の画像表示装置用伝送システムは、特定の光伝送路をもたない、いわゆる光無線構造の画像表示装置用伝送システムである。
図15に示すように、回路基板1に実装された発光デバイス6からの光信号50は、光伝送路を介することなく、空間伝送されて受光デバイス7で受信される。
上記画像表示装置用伝送システムの光無線構造では、特定の光伝送路を使用する必要がないため、取り扱い性に優れ、低コストで作製できる。ただし、この方式は、光結合効率が小さいため、必要とする光結合効率と結合トレランスを設定し、伝播部の光透過性や伝播距離、使用する発光デバイスの光広がり角度、さらにはそれらの温度等の外部要因による変化を考慮した詳細な設計が必要である。
上記構成の画像表示装置用伝送システムによれば、最もインピーダンス不整合の影響を受ける伝送路を光信号により伝送することで、画像処理IC4と画像表示ドライバIC5との間の伝送におけるEMIやEMSのノイズを低減でき、表示する画像の高精細や多色化を実現することができる。
上記第5実施形態によれば、光伝送路の少なくとも一部を空間伝送とすることで、安価な画像表示装置用伝送システムを実現することができる。
〔第6実施形態〕
図16に示した第6実施形態の画像表示装置用伝送システムは、光伝送路をフレキシブル基板2の部分にのみ限定した画像表示装置用伝送システムの構造である。
図16に示すように、回路基板1に画像処理IC4が実装され、回路基板1にフレキシブル基板2の一端部が接続されている。そして、フレキシブル基板2の一端側にシリアライズICであるSER9と駆動IC10と発光デバイス6が実装され、フレキシブル基板2の他端側に受光デバイス7と増幅IC11とDES12と画像表示ドライバIC5が実装されている。発光デバイス6により発信された光信号は、フレキシブル基板2上に設けられた光伝送路8を伝搬し、光学接続部を経てフレキシブル基板2の他端側に実装された受光デバイス7に受信される。そして、受光デバイス7にて電気信号となった信号は、フレキシブル基板2の他端部に実装された増幅IC11で増幅され、デシリアライズICであるDES12により画像表示ドライバIC5で処理できるデータ形式に復元される。光化されない信号および電源は、フレキシブル基板2を介して画像表示ドライバIC5に入力される。信号を受信した画像表示ドライバIC5は、走査信号線やデータ信号線を駆動する。上記回路基板1とフレキシブル基板2は、電気接続部と光学接続部により電気的かつ光学的に接続される。フレキシブル基板2と表示パネル13はACF等を用いて電気的に接続される。
上記回路基板1は、従来の設計や構造を使用することができる。また、光伝送路8は、フレキシブル基板2を越えることはないので、基板一体型光伝送路14を使用した場合でも、光伝送路同士の光学接続部を設ける必要がないという利点がある。
上記第6実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
〔第7実施形態〕
図17は第7実施形態の画像表示ドライバIC5をCOG方式でガラス基板3に接続した画像表示装置用伝送システムを示している。
図17に示すように、回路基板1に画像処理IC4とシリアライズICであるSER9と駆動IC10と発光デバイス6が実装されている。発光デバイス6により発信された光信号は、光伝送路8を伝送し、光学接続部を経てガラス基板3上に実装された受光デバイス7に受信される。両端部分を除いてフレキシブル基板2に光伝送路8が設けられている。そして、ガラス基板3に受光デバイス7と増幅IC11とDES12と画像表示ドライバIC5が実装されている。受光デバイス7にて電気信号となった信号は、ガラス基板3上に実装された増幅IC11で増幅され、デシリアライズICであるDES12により画像表示ドライバIC5で処理できるデータ形式に復元される。光化されない信号および電源は、フレキシブル基板2を介して画像表示ドライバIC5に入力される。信号を受信した画像表示ドライバIC5は、走査信号線やデータ信号線を駆動する。上記回路基板1とフレキシブル基板2との間およびフレキシブル基板2とガラス基板3との間は、電気接続部CN11,CN12により電気的に接続される。
この画像表示装置用伝送システムでは、COG方式により画像表示ドライバIC5はガラス基板3に実装されているため、高速な信号がガラス基板3まで伝送されるので、受光デバイス7はガラス基板3に備える構造が望ましい。
また、COG方式では、受光デバイス7をガラス基板3に備えることにより、ガラス基板3を透過する光無線構造を使用することもできる。
例えば、図18に示すように、電極52を介してガラス基板3の回路パターンと接続された受光デバイス7は、ACF54にてガラス基板3に実装される。このため、光信号50はACF54にて減衰するという問題があるが、受光デバイス7の光受光部51とガラス基板3との間の光伝播部に光透過性樹脂53を配置することで光結合効率の低下を抑えることができる。
上記第7実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
また、上記第7実施形態によれば、COG方式の場合は、第1回路基板にガラス基板など光透過性が比較的高いものを使用するため、その基板を光信号が透過することで、曲げのない伝送路を実現することができ、信号の劣化を抑えることができる。
〔第8実施形態〕
次に、第8実施形態の光COG方式の例を図19〜図23に示す。
図19の画像表示装置用伝送システムの構造では、ガラス基板3表面に受光デバイス7と増幅IC11とデシリアライズICであるDES12と画像表示ドライバIC5と表示パネル13が実装されている。上記ガラス基板3表面にフレキシブル基板2の一端が接続されている。一方、回路基板1の裏面に発光デバイス6と画像処理IC4とシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装され、回路基板1裏面に湾曲させたフレキシブル基板2の他端が接続されている。そして、ガラス基板3と回路基板1とを所定の間隔をあけて保持具55,55により接続している。回路基板1の発光デバイス6に対向する部分に光Via43を設けている。これにより、発光デバイス6からの光信号50は、光Via43とガラス基板3を通って光デバイス7に入力される。
上記画像表示装置用伝送システムでは、回路基板1に発光デバイス6が実装され、保持具55,55にて回路基板1とガラス基板3の相対位置を規定することで、発光デバイス6と受光デバイス7の位置合わせを行う。上記保持具55,55による固定は、組み立て工程において実施される。
また、図20の画像表示装置用伝送システムの構造では、ガラス基板3表面に受光デバイス7と増幅IC11とデシリアライズICであるDES12と画像表示ドライバIC5と表示パネル13が実装されている。上記ガラス基板3表面にフレキシブル基板2の一端が接続されている。一方、回路基板1の裏面に画像処理IC4が実装され、回路基板1裏面に湾曲させたフレキシブル基板2の他端が接続されている。フレキシブル基板2の対向する面側に発光デバイス6とシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装されている。そして、ガラス基板3とフレキシブル基板2とを所定の間隔をあけて保持具55により接続している。これにより、発光デバイス6から光デバイス7に向かって出射される光信号50は、ガラス基板3を通って光デバイス7に入力される。
上記画像表示装置用伝送システムでは、フレキシブル基板2に発光デバイス6が実装され、フレキシブル基板2とガラス基板3の相対位置を保持具55にて固定する。この構造では、回路基板1は従来のものを使用することができる。
また、図21は基板一体型光伝送路14から出力した光信号50を受光デバイス7に入力する画像表示装置用伝送システムの構造を示している。図21に示すように、ガラス基板3表面に受光デバイス7と増幅IC11とデシリアライズICであるDES12と画像表示ドライバIC5と表示パネル13が実装されている。上記ガラス基板3表面にフレキシブル基板2の一端が接続されている。一方、回路基板1の裏面に発光デバイス6と画像処理IC4とシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装されている。上記回路基板1裏面にフレキシブル基板2の他端が接続されている。フレキシブル基板2の裏面側に、発光デバイス6に一端が光結合された基板一体型光伝送路14を設けている。そして、基板一体型光伝送路14の他端に光路変換用に反射ミラー40を配置している。上記反射ミラー40に対向するフレキシブル基板2の部分に光Via43を設けている。これにより、発光デバイス6からの光信号50は、基板一体型光伝送路14と光Via43とガラス基板3を通って光デバイス7に入力される。
上記画像表示装置用伝送システムでは、フレキシブル基板2とガラス基板3の相対位置は保持具55にて固定されている。この構造では、ガラス基板3の近傍に発光デバイス6を配置する必要がないため、光デバイスの配置において設計の自由度を高くすることができる。
また、図22は光伝送系の相対位置合わせのための保持具を必要としない画像表示装置用伝送システムの構造を示している。図22に示すように、ガラス基板3表面に受光デバイス7と増幅IC11とデシリアライズICであるDES12と画像表示ドライバIC5と表示パネル13が実装されている。上記ガラス基板3表面にフレキシブル基板2の一端が接続されている。一方、回路基板1の裏面に発光デバイス6と画像処理IC4とシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装されている。上記回路基板1裏面にフレキシブル基板2の他端が接続されている。フレキシブル基板2の裏面側に、発光デバイス6に一端が光結合された基板一体型光伝送路14を設けている。そして、ガラス基板3に光路変換用に反射ミラー40を配置している。これにより、発光デバイス6からの光信号50は、基板一体型光伝送路14とガラス基板3と反射ミラー40を通って光デバイス7に入力される。
上記画像表示装置用伝送システムでは、ガラス基板3に反射ミラー40を作製し、ガラス基板3の端面から光信号50を受光デバイス7に入力するため、光伝送系の相対位置合わせのための保持具を必要としない構造となっている。上記画像表示装置用伝送システムでは、非無線方式と比較すると、受光デバイス7の光軸がガラス基板3の法線方向であっても低背構造を実現することができる。
図23Aは発光デバイスとフレキシブル基板が電気的に接続される画像表示装置用伝送システムの組み立て前の構造を示し、図23Bは発光デバイスとフレキシブル基板が電気的に接続される画像表示装置用伝送システムの組み立て後の構造を示している。
図23Aに示すように、ガラス基板3表面に受光デバイス7と増幅IC11とデシリアライズICであるDES12と画像表示ドライバIC5と表示パネル13が実装されている。また、ガラス基板3裏面の受光デバイス7に対向する位置に、光信号50が受光デバイス7に向かって出射されるように発光デバイス6を実装している。上記ガラス基板3表面にフレキシブル基板2の一端が接続されている。上記発光デバイス6からの出射光は、ガラス基板3を通って受光デバイス7に入力される。
一方、回路基板1の裏面に画像処理IC4が実装され、回路基板1裏面にフレキシブル基板2の他端が接続され、そのフレキシブル基板2上にシリアライズICであるSER9と駆動IC10が実装されている。そして、図23Bに示すように、ガラス基板3に回路基板1を近接させて、フレキシブル基板2に形成された配線パターン(図示せず)と発光デバイス6の電極部とを電気的に接続している。
図23A, 図23Bでは、発光デバイス6を予めガラス基板3の裏面に実装し、組み立て工程において発光デバイス6とフレキシブル基板2が電気的に接続される画像表示装置用伝送システムの構造である。このため、発光デバイス6の実装位置ズレを抑えることができる。
上記第8実施形態の画像表示装置用伝送システムは、第1実施形態の画像表示装置用伝送システムと同様の効果を有する。
上記第1〜第8実施形態の画像表示装置用伝送システムを用いることによって、表示する画像の高精細や多色化を実現した画像表示装置を用いた電子機器を提供することができる。
本発明の画像表示装置用伝送システムは、デジタルTV(television:テレビジョン)、デジタルBS(Broadcasting Satellite:放送衛星)チューナ、CS(Communication Satellite:通信衛星)チューナ、DVD(Digital Versatile Disc:デジタル多用途ディスク)プレーヤー、DVDレコーダー、ハイビジョンレコーダー、HDD(Hard Disk Drive:ハード・ディスク・ドライブ)レコーダー、スーパーオーディオCD(Compact Disc:コンパクト・ディスク)プレーヤー、AV(Audio Visual:オーディオ・ビジュアル)アンプ、オーディオ機器、パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ周辺機器、携帯電話、PDA(Personal Digital Assistant:パーソナル・デジタル・アシスタント)、ゲーム機等の電子機器に使用される画像表示装置に適用される。
また、画像表示装置用伝送システムを用いた電子機器として液晶表示装置について説明したが、画像表示装置用伝送システムを用いた電子機器はこれに限らず、有機EL表示装置などの他の画像表示装置にこの発明を適用してもよい。
なお、本実施の形態における記述は、本発明に係る画像表示装置用伝送システムの一例を示すものであり、これに限定されるものではない。本実施の形態における画像表示装置用伝送システムの細部構成および詳細な動作等に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
1…回路基板
2…フレキシブル基板
3…ガラス基板
4…画像処理IC
5…画像表示ドライバIC
6…発光デバイス
7…受光デバイス
8…光伝送路
9…SER
10…駆動IC
11…増幅IC
12…DES
15…コネクタ
14,14A,14B…基板一体型光伝送路
16…嵌合凸部
17…コネクタ
17a…収納部
18…嵌合凹部
20…EOパッケージ
20a…収納部
21…発光部
22…V溝部
23…抑えジグ
23a…V溝部
24…嵌合凸部
25…マーク
26…樹脂
27…嵌合凹部
30…光ファイバ
31,31A,31B…光導波路
32,32A,32B…クラッド部
33,33A,33B…コア部
34,34B…嵌合溝部
34A…嵌合凸部
35…マーク
36…V溝部
40,40A,40B…反射ミラー
41…反射用部材
42…金属膜
43…光Via
50…光信号
55…保持具
CN1,CN11,CN12…電気接続部
CN2,CN3,CN4…光学接続部

Claims (10)

  1. 表示パネルに装着される第1回路基板と、
    上記第1回路基板に実装されたスイッチングデバイスを駆動するための画像表示ドライバICと、
    上記第1回路基板と可撓性部材を介して接続された第2回路基板と、
    上記第2回路基板に実装された画像処理ICと
    を備え、
    上記画像表示ドライバICは、上記第1回路基板または上記可撓性部材に実装され、
    上記画像表示ドライバICと上記画像処理ICとの間で伝送される信号のうち、少なくとも一部の信号が光信号により伝送されることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  2. 請求項1に記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記画像処理ICと上記画像表示ドライバICとの間で伝送される上記光信号のうちの少なくとも一部の光信号が多重化されていることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  3. 請求項1または2に記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記第1回路基板と上記第2回路基板の接続は、電気的に接続する電気接続部および光学的に接続する光学接続部により行われ、上記電気接続部と上記光学接続部は異なる接続部品であることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  4. 請求項1または2に記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記第1回路基板と上記第2回路基板の接続は、電気的に接続する電気接続部および光学的に接続する光学接続部により行われ、上記電気接続部と上記光学接続部は共通の接続部品であることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  5. 請求項1から4までのいずれか1つに記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記光信号の伝送媒体路の少なくとも一部が光導波路であることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  6. 請求項1から4までのいずれか1つに記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記光信号の伝送路の少なくとも一部が光ファイバであることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  7. 請求項1から4までのいずれか1つに記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記光信号の伝送路の少なくとも一部が光導波路と光ファイバであることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  8. 請求項1から4までのいずれか1つに記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記光信号の伝送路の少なくとも一部が空間伝送であることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  9. 請求項1から7までのいずれか1つに記載の画像表示装置用伝送システムにおいて、
    上記光信号の伝送路の少なくとも一部が上記第1回路基板の一部であることを特徴とする画像表示装置用伝送システム。
  10. 請求項1から8までのいずれか1つに記載の光画像表示装置用伝送システムを用いたことを特徴とする電子機器。
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