JP2010286626A - 液晶パネルコントロール基板 - Google Patents

Abstract

【課題】基板の変更をしなくても接続デバイスに対応できる液晶パネルコントロール基板を提供することを目的とする。
【解決手段】液晶パネル部１６の液晶ドライバ１４と接続され液晶ドライバ１４を駆動するための液晶パネルコントロール基板１１において、差動信号を出力する差動ドライバ１３と、液晶ドライバ１４側と接続する接続部２３と、差動ドライバ１３と接続部２３の間に分離可能な差動パターン２２と、差動パターン２２に実装される実装素子２５とを有し、差動ドライバ１４と接続部２３の間の正負極性の差動配線を入れ替えるため、実装素子２５を入れ替え可能としたことを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶パネルコントロール基板に関し、特に、基板の変更をしなくても接続デバイスに対応できる液晶パネルコントロール基板に関する。

液晶テレビで液晶パネル部の液晶ドライバと液晶パネルコントロール基板間のインターフェイスとしてＬＶＤＳなどの差動信号インターフェイスが使用されている。コントロール基板の差動信号の配線において、差動信号の正負の極性の並びは液晶ドライバ部の種類によって変更される。その際、コントロール基板のパターンの変更が実施される。

一方、特許文献１には、誘電体の塗膜を被着して、差動信号対の線間距離が広がった部分やコネクタの表面実装端子の部分で特性インピーダンスが高くなり反射による信号伝送の劣化が生じる部分の特性インピーダンスを低減し、反射による信号伝送劣化を抑制するプリント基板とそのインピーダンス調整方法が記載されている。

特開２００２−９５１１号公報

しかし、液晶テレビで液晶パネル部の液晶ドライバに依存して液晶パネルコントロール基板の差動信号の正負の極性の並びが変更されるため、基板の配線パターンを再設計することはコストがかかる。

本発明は、上記課題に鑑みて、基板の変更をしなくても接続デバイスに対応できる液晶パネルコントロール基板を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明の液晶パネルコントロール基板は、液晶パネル部の液晶ドライバと接続され液晶ドライバを駆動するための液晶パネルコントロール基板において、差動信号を出力する差動ドライバと、前記液晶ドライバ側と接続する接続部と、前記差動ドライバと前記接続部の間に分離可能な差動パターンと、前記差動パターンに実装される実装素子とを有し、前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替えるため、前記実装素子を入れ替え可能としたことを特徴とする。

さらに本発明の液晶パネルコントロール基板は、前記実装素子は、平行に配線される２連素子とクロス配線による２連素子とを入れ替えて、前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替え可能であることを特徴とする。
さらに本発明の液晶パネルコントロール基板は、前記クロス配線による２連素子を、プリント基板基材により構築することを特徴とする。

また、本発明の液晶パネルコントロール基板は、液晶パネル部の液晶ドライバと接続され液晶ドライバを駆動するための液晶パネルコントロール基板において、差動信号を出力する差動ドライバと、前記液晶ドライバ側と接続する接続部と、前記差動ドライバと前記接続部との間に当該液晶パネルコントロール基板のプリント生基板部分を利用し複数の実装ランドを具備するパターンと、前記パターン内の実装ランドに実装される実装素子とを有し、前記実装素子が実装される前記実装ランドの位置を変えることで、前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替え可能であることを特徴とする。

本発明によれば、液晶パネルコントロール基板において、差動パターンの接続先である液晶ドライバの極性反転が生じた場合でも基板の変更なく共通化を図れるコストの低減に寄与する。

液晶パネル背面において液晶ドライバと液晶コントロール基板の接続形態を示す図である。 本発明の液晶パネルコントロール基板の詳細を示す図である。（ａ）は外部接続コネクタと差動ドライバが作動パターンにより接続されることを示す図である。（ｂ）〜（ｄ）は分断された差動パターンに実装される素子を示した図であり、（ｂ）は平行に配線された２連素子であり、（ｃ）はクロス配線の２連素子であり、（ｄ）は１連素子である。 図２における差動パターンの位置Ａに対する断面に相当する図で、一般的な基板の層構成により差動パターンの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態である２連素子の中で配線入れ替えを実施する過程を示す図である。（ａ）は位置Ｂの断面を示す。（ｂ）は位置Ｃの断面を示す。（ｃ）は位置Ｄの断面を示す。（ｄ）は位置Ｅの断面を示す。 本発明の第２の実施形態である基板の中で配線入れ替えを実施する過程を示す図である。

本発明を実施するための形態を説明する。

図１は、液晶パネル背面において液晶ドライバと液晶コントロール基板の接続形態を示す図である。液晶テレビにおいて液晶パネル部１６の液晶ドライバ１４を駆動するために液晶パネル部１６から離れた背面部分に図１の液晶パネルコントロール基板１１が存在する。液晶パネル部１６と背面に配置された液晶パネルコントロール基板１１間が離れているため両者は図１のフレキシブルケーブル基板１２で接続される。この部分にはＬＶＤＳなどの差動インターフェイスである３００ＭＨｚの信号が流れる。高速伝送における伝送エラー発生を回避するため基板のパターンのインピーダンスを送受信ドライバ素子に合わせる必要がある。図１の液晶パネルコントロール基板１１にはＬＶＤＳなどの差動ドライバ１３が搭載され液晶を駆動するための信号を差動信号で出力する。また図１の液晶パネル部１６の液晶ドライバ１４にはＬＶＤＳなどの差動信号を受信する差動レシーバ１５が搭載され、前記の液晶を駆動するための信号が差動で入力される。以降において単純に液晶パネルコントロール基板１１におけるＬＶＤＳなどの差動信号を出力する差動ドライバを差動ドライバ１３、液晶パネル部１６におけるＬＶＤＳなどの差動信号を受信するレシーバを差動レシーバ１５と記すことにする。

液晶パネルコントロール基板１１は液晶ドライバ１４の仕様にあわせて差動信号の電気的特性、配線回路を実現する必要がある。液晶ドライバ１４の仕様はパネルの仕様に準じて複数存在する。通常、液晶パネルコントロール基板１も前記、液晶ドライバ１４に合わせて複数製造する必要がある。

〔第１の実施形態〕
図２は、本発明の液晶パネルコントロール基板の詳細を示す図である。本発明は、図１の液晶パネルコントロール基板１１を液晶ドライバ１４の種類にかかわらず１種類のみとして標準化するものである。そのためには図１の液晶パネルコントロール基板１１のうちの図２のＦＲ４基板材料により配線パターンを形成するプリント生基板部分２１を１種類のみとする。また接続先である図１の液晶ドライバ１４の差動信号の正負の極性が反転しても図２のプリント生基板部分２１を製造した後でも正負極性の差動配線を入れ替えることができるようにする。そこで図２の差動信号の正負の配線パターンに素子を挿入できるように途中で分離可能な差動パターン２２にする。

図２のプリント生基板部分２１の上に差動ドライバ１３と外部接続コネクタ２３の間に分離可能な差動パターン２２を設ける。外部接続コネクタ２３は、フレキシブルケーブル基板１２と接続される。この上に実装される２連素子２５では内部結線２８のように平行に配線が設置されるもの（図２（ｂ））と、内部結線２９のようにクロス配線が設置されるもの（図２（ｃ））が存在する。２連素子２５において内部結線２８のように平行に配線が設置されるものは部品メーカの既存品として存在する。

図２の途中で分離可能な差動パターン２２に対して、従来はＥＭＩ対策、スキュー吸収、コモンモードノイズ低減のためのためにチョークコイルあるいは抵抗を実装する場合がある。また差動パターンに実装するチョークコイル、抵抗として図２の２連素子２５を実装する場合がある。図２（ｄ）で示される１連素子２６が１本の信号パターンに実装されるのに対して２連素子２５は差動パターンなど平行した２本の信号パターンに実装される場合が多い。

このように第１の実施形態では、図１の液晶パネルコントロール基板１１に対して接続される液晶ドライバ１４の種類が複数存在して、図１の液晶ドライバ１４の差動レシーバ１５において正負の極性が反転した場合に対応するために図２のプリント生基板部分２１のパターンで配線を入れ替えることは行わない。そのかわり図２の２連素子２５の内部結線２９のようにクロス配線を行うことにより、図２のプリント生基板部分２１のパターンを変更することなく図２の２連素子２５の内部結線を変更する。

通常、図２の２連素子のピン２７に対して平行に結線される図２の内部結線２８を使用するのが現状の一般的使用方法だがここでは内部結線２９のような２連素子２５を提供するものである。このことにより図１の差動ドライバ１３と図１の差動レシーバ１５の正負の極性を合わせるものであるが図２のプリント生基板部分２１のパターンを変更しないので設計、製造コストを抑制できる長所がある。

図２の２連素子２５は部品メーカにおいて銅などの合金とセラミックなどを積層させた構造で製造されるものであるが、図２の２連素子２５の内部結線２９のようにクロス配線を行う場合、上下に配線を通して差動インピーダンスを満たすためには積層構造の追加を行い、さらに間にインピーダンス制御を実現できる誘電体層もしくは絶縁体層を設ける必要がある。したがって部品メーカとしては新規の素子を設計、開発するコストが発生する。そこで図２の２連素子２５を図２のプリント生基板部分２１と同様に標準的なＦＲ４などのプリント基板基材により構築する。

図３にＦＲ４などのプリント生基板の断面３０と差動パターンの断面３１を示す。これは図２における差動パターンの位置Ａに対する断面に相当する。図３は１例として４層基板の断面を示すが、以下差動パターンの特性インピーダンスに関与する部分は図３において上から上層の差動パターン、誘電体厚３５で差し示される誘電体と導体３６である。差動パターンを目標の特性インピーダンスにするためには差動パターンの線路厚３２、線路幅３３、差動間ギャップ３４および誘電体厚３５を調整する必要がある。図２の分離可能な差動パターン２２の位置には差動配線を変更するものとして内部結線２９に相当する２連素子２５を実装するものとする。ここではこの２連素子をＦＲ４などのプリント基板基材により構築するものとする。図４に図２における差動パターンの位置Ｂ，Ｃ，ＤおよびＥに対する断面を示す。

２連素子をＦＲ４などのプリント基板基材で構成しているため図３に示すプリント生基板と同様の特性インピーダンスの調整が可能である。基板の層構成としては特性インピーダンスを調整するためには差動パターンに対して誘電体を挟んだ対極にベタ面の導体層が必要になるため４層構造とする。

図３において差動パターンの断面３１は図４の２連素子内の正極性差動パターンの断面４１と２連素子内の負極性差動パターンの断面４２に接続されている。位置Ｃの断面において負極性差動パターン４４は貫通ビア４３により２連素子の上層に移動する。位置Ｄの断面において負極性差動パターン４４は左へ移動して、正極性差動パターン４５は右へ移動する。位置Ｅの断面において負極性差動パターン４４は貫通ビア４６により２連素子の下層に移動する。以上により正極性差動パターン４５と負極性差動パターン４４が２連素子内で左右の並びが入れ替えられた状態となり、図２における分断されたプリント生基板の差動パターン２２の位置Ｆのところに接続される。

このように、図２の２連素子２５を図２のプリント生基板部分２１と同様に標準的なＦＲ４などのプリント基板基材により製造する。よって材料、積層構造の新規開発コストを抑えて、従来のプリント基板材により所定の差動インピーダンスを実現すべきパターンを構築するものである。

〔第２の実施形態〕
図５は、本発明の第２の形態である基板の中で配線入れ替えを実施する過程を示す図である。第１の実施形態では、図２の２連素子２５を図２のプリント生基板部分２１と同様に標準的なＦＲ４などのプリント基板基材により構築する方法で差動配線の正負極性を入れ替える方法を示した。長所としては図２のプリント生基板部分２１において分離可能な差動パターン２２は途中、単純に２本の差動パターンを分離するだけでプリント生基板部分２１パターンの設計、製造コストは抑えられる。その反面、図２の２連素子２５の中でクロス配線を行うにあたり、差動インピーダンスを保持するためには隣接層にグランド層を設置する関係上４層以上の基板を使用する必要がある。

そこで、第２の実施形態として、図２のプリント生基板部分２１を利用して差動配線の正負極性を入れ替えることも可能なパターンにすることである。すなわち、図２のプリント生基板部分２１内において、図５の構成を構築する。そして、例えば、図５の上側が外部接続コネクタ２３に、下側が差動ドライバ１３に接続される。

差動パターン５１の正負の極性の入れ替えを行わない場合は基板の表側の面の素子実装ランド５７に平行に配線が設置される２連の抵抗素子（図２（ｂ））を実装する。差動パターン５１正負の極性の入れ替えを行なう場合は基板の裏面の素子実装ランド５８と素子実装ランド５９に１連の抵抗素子２６（図２（ｄ））を実装する。抵抗素子は部品メーカの既存品を使用するため開発コストはかからない。この形態で注意を要することは素子を実装しないランドはスタブパターンとなり伝送品質に影響を与えるものである。ゆえにスタブの長さは最少になるようにしなければならない。

ここで実装ランド５８および５９は基板の裏面に配置されている。負極性（図５の上部右側）の差動パターンは素子実装ランド５７とは別に分岐して貫通ビア５２を通った後基板の裏面のパターンを通り素子実装ランド５８に接続されている。素子実装ランド５８基板の裏面のパターンを通った後貫通ビア５４を通して表層の差動パターン（図５の下部左側）に接続されている。正極性（図５の上部左側）の差動パターンは素子実装ランド５７とは別に分岐して貫通ビア５３を通った後基板の裏面のパターンを通り素子実装ランド５９に接続されている。素子実装ランド５９基板の裏面のパターンを通った後貫通ビア５６を通して表層の差動パターン（図５の下部右側）に接続されている。このように、基板の裏面の素子実装ランド５８と素子実装ランド５９に１連の抵抗素子２６（図２（ｄ））を実装した場合は、基板の表側の面の素子実装ランド５７に平行に配線が設置される２連の抵抗素子（図２（ｂ））を実装する場合と比べ、正負極性の入れ替えた差動配線となる。

このように、図２のプリント生基板部分２１を利用して差動配線の正負極性を入れ替えることも可能なパターンにすることで、図２のプリント生基板部分２１において多層基板を使用するが表層配線のみならずビアを使用した裏面配線も行うのでプリント生基板部分２１のパターンが複雑化するが、実装素子として図２の既存の１連素子２６を使用できる長所がある。

以上のように、差動パターンの本数が多い場合は第１の実施形態の実現方法を採用して、差動パターンの本数が少ない場合は第２の実施形態の実現方法を採用することもできる。選択の基準はコストとなる。

そして、以上述べたように、本発明は、液晶テレビの基板におけるＬＶＤＳなどの差動パターンの極性について接続先変更により極性を入れ替える場合、基板の変更なく実装仕様あるいは実装する部品の中で極性入れ替えに対応するものであり、液晶テレビが多機種になるにおよび、差動パターンの接続先である液晶ドライバの極性反転が生じた場合でも基板の変更なく共通化を図れるのでコストの低減に大いに寄与するものである。従来だと基板で差動極性だけ変更になり、基板内で他の変更項目がない場合でも基板を作り直すため設計において差動パターンの等長配線、メタルの制作、製造、実装の作業を行っていたがこれらの作業すべて削減できるので効果が絶大である。

１１ 液晶パネルコントロール基板
１２ フレキシブルケーブル基板
１３ 差動ドライバ
１４ 液晶ドライバ
１５ 差動レシーバ
１６ 液晶パネル部
１７ 差動信号
２１ プリント生基板部分
２２ 分離可能な差動パターン
２３ 外部接続コネクタ
２４ 基板素子
２５ ２連素子
２６ １連素子
２７ ２連素子のピン
２８ 内部結線
２９ 内部結線
３０ プリント生基板の断面
３１ 差動パターンの断面
３２ 線路厚
３３ 線路幅
３４ 差動間ギャップ
３５ 誘電体厚
３６ 導体
４０ プリント生基板上の２連素子の断面
４１ ２連素子内の正極性差動パターンの断面
４２ ２連素子内の負極性差動パターンの断面
４３ 貫通ビア
４４ 負極性差動パターン
４５ 正極性差動パターン
４６ 貫通ビア
５１ 差動パターン
５２ 貫通ビア
５３ 貫通ビア
５４ 貫通ビア
５６ 貫通ビア
５７ 素子実装ランド
５８ 素子実装ランド
５９ 素子実装ランド

Claims (4)

1. 液晶パネル部の液晶ドライバと接続され液晶ドライバを駆動するための液晶パネルコントロール基板において、
   差動信号を出力する差動ドライバと、前記液晶ドライバ側と接続する接続部と、前記差動ドライバと前記接続部の間に分離可能な差動パターンと、前記差動パターンに実装される実装素子とを有し、
   前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替えるため、前記実装素子を入れ替え可能としたことを特徴とする液晶パネルコントロール基板。
2. 請求項１に記載の液晶パネルコントロール基板において、
   前記実装素子は、平行に配線される２連素子とクロス配線による２連素子とを入れ替えて、前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替え可能であることを特徴とする液晶パネルコントロール基板。
3. 請求項２に記載の液晶パネルコントロール基板において
   前記クロス配線による２連素子を、プリント基板基材により構築することを特徴とする液晶パネルコントロール基板。
4. 液晶パネル部の液晶ドライバと接続され液晶ドライバを駆動するための液晶パネルコントロール基板において、
   差動信号を出力する差動ドライバと、前記液晶ドライバ側と接続する接続部と、前記差動ドライバと前記接続部との間に当該液晶パネルコントロール基板のプリント生基板部分を利用し複数の実装ランドを具備するパターンと、前記パターン内の実装ランドに実装される実装素子とを有し、
   前記実装素子が実装される前記実装ランドの位置を変えることで、前記差動ドライバと前記接続部の間の正負極性の差動配線を入れ替え可能であることを特徴とする液晶パネルコントロール基板。

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