JP2005165051A - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】 電気光学装置においてよりいっそうの狭額縁化を可能にする。
【解決手段】 ブラックマトリクス４０は、ＴＦＴの配列面（つまりＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の基板面）に垂直な方向から視て、走査線駆動回路６０ａ，６０ｂの一部と重なるような位置に設けられている。このような構成を採ることによって、ブラックマトリクス４０と走査線駆動回路６０ａ，６０ｂとの間に形成された寄生容量によって動作遅延が発生したとしても、データ線ＤＬ或いは走査線ＧＬの両端側でほぼ均等な動作遅延となるので、駆動動作に及ぼす影響は小さくなることが期待できる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電気光学装置の基板上の非表示領域を狭小化するための技術に関する。

液晶装置や有機ＥＬ（Electro Luminescence）装置などの電気光学装置は、多数の画素やこれら画素を駆動するための駆動回路が基板上に設けられて形成されている。従来から、この基板上の非表示領域をできる限り小さくすること（いわゆる狭額縁化）が望ましいとされており、そのための様々な技術が提案されている。この狭額縁化を阻む要因は幾つかあるが、例えば次のようなものが知られている。

図６は従来の液晶装置１０Ｌの平面図である。図６において、多数のＴＦＴ回路がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板１（紙面向こう側）と、ＩＴＯ等の透明電極が設けられた対向基板２（紙面手前側）とがシール部３によって貼り合わされている。このＴＦＴ基板１と対向基板２との間に形成されている細隙には液晶が封入されており、この液晶を介したＴＦＴ回路と透明電極とによって各々の画素が形成されている。対向基板２には、画素以外の部分からの光を遮ったり又は表示不良領域を隠すための黒色の遮光膜（ブラックマトリクス４）が設けられている。このブラックマトリクス４によって囲まれた領域が、ユーザによって視認可能な有効表示領域５となる。この有効表示領域５の紙面左右両側には、画素に走査信号を供給する走査線駆動回路６ａ、６ｂが設けられおり、有効表示領域５の紙面下方には、上記走査信号に同期して画素にデータ信号を供給するデータ線駆動回路７が設けられている。また、データ線駆動回路７の紙面下方には、走査線駆動回路６ａ、６ｂやデータ線駆動回路７の信号入力端子８が設けられている。

一般に、ブラックマトリクス４は、画素の配列面（つまりＴＦＴ基板１や対向基板２の基板面）に垂直な方向から視て、走査線駆動回路６ａ、６ｂやデータ線駆動回路７と重ならない位置に配置されるように設計されている。なぜなら、ブラックマトリクス４は導電性材料によって形成されているため、このブラックマトリクス４と走査線駆動回路６ａ、６ｂやデータ線駆動回路７との間に寄生容量が形成されてしまい、その結果、これらの回路において動作遅延などの問題が生じるからである（例えば特許文献１参照）。このような問題を回避するためには、ブラックマトリクス４の外側領域に走査線駆動回路６ａ、６ｂやデータ線駆動回路７を配置せざるを得なくなるが、このような構成は狭額縁化の妨げとなってしまう。

また、ＴＦＴ基板１と対向基板２との間に封入されている液晶に異物などが混入するのを防止するため、シール部３を走査線駆動回路６ａ、６ｂやデータ線駆動回路７の外側領域に設けることが望ましいとされている（例えば特許文献２参照）。しかし、このような構成を採ることも狭額縁化を阻む要因になる。

特開平１１−１０９３９６号公報 特開平１１−１０１９８５号公報

本発明はこれらの事情に鑑みてなされたものであり、電気光学装置において、よりいっそうの狭額縁化を可能にするための技術を提案するものである。

この課題を解決するため、本発明は、複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素を有する画素部と、前記データ線または前記走査線の両端側にそれぞれ形成され、前記データ線または前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する駆動回路と、前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記両端側に形成された駆動回路の各々が有する回路部のうち同一種類の回路部に重なるような位置に設けられた遮光膜とを備えた電気光学装置を提供する。

この電気光学装置によれば、データ線両端側のデータ線駆動回路における同一種類の回路部が遮光膜と重なるか、又は、走査線の両端側の走査線駆動回路における同一種類の回路部が遮光膜と重なることになるので、その重なり合った分だけ狭額縁化が可能となる。さらに、遮光膜が同一種類の回路部に重なっていれば、遮光膜と駆動回路との間に寄生容量が形成されて動作遅延が発生したとしても、その動作遅延はデータ線或いは走査線の両端側でほぼ均等に発生するであろうから、動作遅延の影響を低減させることができる。

また、本発明は、複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素を有する画素部と、前記データ線の少なくとも一端側に形成され、当該データ線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有するデータ線駆動回路と、前記走査線の少なくとも一端側に形成され、前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する走査線駆動回路と、前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記データ線駆動回路または前記走査線駆動回路が有する回路部のうち、各々の駆動回路内において他の回路部よりも低い動作周波数に基づいて動作を行う回路部に重なるような位置に設けられた遮光膜とを備えた電気光学装置を提供する。

この電気光学装置によれば、データ線駆動回路において比較的低い動作周波数に基づいて動作を行う回路部が遮光膜と重なるか、又は、走査線の両端側の走査線駆動回路において比較的低い動作周波数に基づいて動作を行う回路部が遮光膜と重なることになるので、その重なり合った分だけ狭額縁化が可能となる。さらに、遮光膜と駆動回路との間に寄生容量が形成されて動作遅延が発生したとしても、重なっている回路部においては元々動作周波数が低いので動作遅延の影響があまり問題とならない。

なお、好ましい態様においては、前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て前記遮光膜と重なる回路部は、前記走査線駆動回路におけるレベルシフタまたは前記データ線駆動回路におけるマルチプレクサである。

また、本発明は、第１の基板と第２の基板との間に設けられ、複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素を有する画素部と、前記データ線または前記走査線の両端側にそれぞれ形成され、前記データ線または前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する駆動回路と、前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記両端側に形成された駆動回路の各々が有する回路部のうち同一種類の回路部に重なるような位置に設けられ、第１の基板と第２の基板とを接着するシール部とを備えた電気光学装置を提供する。

この電気光学装置によれば、データ線両端側のデータ線駆動回路における同一種類の回路部がシール部と重なるか、又は、走査線の両端側の走査線駆動回路における同一種類の回路部がシール部と重なることになるので、その重なり合った分だけ狭額縁化が可能となる。さらに、同一種類の回路部であれば素子密度や配線密度が同じであるから、基板面からの高さも同じである。よって、それらの回路部の上に均等な厚さのシール部を形成するだけで第１の基板と第２の基板とを平行に保つことができる。

好ましい態様においては、前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て前記シール部と重なる回路部は、前記走査線駆動回路におけるシフトレジスタである。
なお、電子機器一般は上記の電気光学装置を表示装置として備えることができる。

以下、本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本実施形態に係る液晶装置１００の平面図である。図１において、ＴＦＴ基板１０には、複数のデータ線ＤＬおよび複数の走査線ＧＬが設けられており、多数のＴＦＴ回路がこれらのデータ線ＤＬ及び走査線ＧＬに接続されてマトリクス状に配列するように形成されている。対向基板２０にはＩＴＯ等の透明電極が設けられている。これらＴＦＴ基板１と対向基板２とは、エポキシ樹脂等の熱硬化性のシール部３０によって張り合わされており、これらの基板間に形成されている細隙には液晶が封入されている。この液晶を介したＴＦＴ回路と透明電極とによって各々の画素ＰＸが形成されている。また、対向基板２０には黒色の遮光膜であるブラックマトリクス４０が設けられている。このブラックマトリクス４０によって囲まれた領域が、ユーザによって視認可能な有効表示領域５０となる。有効表示領域５０の左右両側、つまり、走査線ＧＬの両端側には、走査線ＧＬに走査信号を供給して画素ＰＸを駆動する走査線駆動回路６０ａ，６０ｂがそれぞれ設けられている。有効表示領域５０の紙面下方には、上記走査信号に同期してデータ線ＤＬにデータ信号を供給し、画素ＰＸを駆動するデータ線駆動回路７０が設けられている。また、データ線駆動回路７０の紙面下方には、走査線駆動回路６０ａ，６０ｂやデータ線駆動回路７０に対して信号を入力するための信号入力端子８０が設けられている。

ブラックマトリクス４０は、例えばカーボンブラックが分散された黒色樹脂材料や、クロムやモリブデン或いはニッケル合金など金属材料によって形成されている。このブラックマトリクス４０は、画素ＰＸの配列面（つまりＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の基板面）に垂直な方向から視て、走査線駆動回路６０ａ，６０ｂの一部と重なるような位置に設けられている。図１では、ブラックマトリクス４０が走査線駆動回路６０ａと領域６００ａで重なっており、走査線駆動回路６０ｂと領域６００ｂで重なっていることが示されている。

この重なり具合の詳細について、図１のＡ−Ａ’線から視た場合の断面図（図２）を参照しながら説明する。走査線駆動回路６０ａは主として、駆動動作のタイミングをコントロールするためのシフトレジスタ６０１ａと、シフトレジスタ６０１ａからの出力信号の電圧を昇圧して走査線ＧＬに供給するレベルシフタ６０２ａという２種類の回路部を備えている。図２に示すように、ブラックマトリクス４０は、画素の配列面に垂直な方向（図中Ｚ方向）から視てレベルシフタ６０２ａのみと重なるような位置に配置されている。なお、図２においては、ＴＦＴ基板１０の上面にＴＦＴ１１が設けられており、対向基板２０の下面にブラックマトリクス４０が設けられており、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とがシール部３０によって接着されている様子が示されている。また、図示は省略しているが、走査線ＧＬの他端側に接続されている走査線駆動回路６０ｂにおいても、ブラックマトリクス４０は、この走査線駆動回路６０ｂが有するレベルシフタ（レベルシフタ６０２ｂという）のみと重なるように配置されている。

レベルシフタ６０２ａが果たすべき役割は信号電圧を昇圧することであるので、例えばシフトレジスタ６０１ａに要求されるような高速動作までは必要とされない。従って、レベルシフタ６０２ａは、走査線駆動回路６０ａを構成する複数の回路部の中では相対的に低い動作周波数に基づいて動作するようになっている。よって、仮にこのレベルシフタ６０２ａとブラックマトリクス４０との間に寄生容量が形成されたとしても、そもそもレベルシフタ６０２ａの動作周波数は低く動作も遅いので、その駆動動作に関して重大な動作遅延が問題となる可能性は低い。

さらに、ブラックマトリクス４０は、走査線駆動回路６０ａのレベルシフタ６０２ａと走査線駆動回路６０ｂのレベルシフタ６０２ｂという、同じ種類の回路部に対し、同じような面積で重なっている。従って、これらのレベルシフタ６０２ａ，６０２ｂとブラックマトリクス４０との間に寄生容量が形成されたとしても、その寄生容量の大きさは走査線ＧＬの左右両側でほぼ均等である。よって、仮に動作遅延が多少なりとも発生したとしても、走査線ＧＬの左右両端側でほぼ均等な動作遅延となるはずであるから、画素ＰＸに対する駆動に対する影響はより小さくなる。

また、さらなる狭額縁化のためには、次のような構成を採ってもよい。
図３に示した液晶装置１０１において、前述した液晶装置１００と異なる点は、走査線駆動回路６１ａ、６１ｂとシール部３１との位置関係である。なお、図３においては、図１と同じ構成要素には同一の符号を付しているが、有効表示領域５０内の走査線、データ線及び画素などについては簡略化のため図示を省いている。

シール部３１と走査線駆動回路６１ａ，６１ｂとは、画素の配列面（つまりＴＦＴ基板１０及び対向基板２０の基板面）に垂直な方向から視て、互いに重なり合うような位置にそれぞれ設けられている。図４は、図３のＡ１−Ａ１’線から視た場合の断面図である。図４に示すように、シール部３１は、走査線駆動回路６１ａが有する回路部のうちのシフトレジスタ６１１ａと、対向基板２０との間に設けられている。つまり、画素の配列面に垂直な方向（Ｚ方向）から視ると、シフトレジスタ６１１ａとシール部３１とが重なり合っていることになる。一方、走査線ＧＬの他端側に接続されている走査線駆動回路６１ｂにおいても、シール部３１は、この走査線駆動回路６１ｂにおけるシフトレジスタ（シフトレジスタ６１１ｂという）と対向基板２０との間に設けられている。つまり、画素の配列面に垂直な方向から視ると、シフトレジスタ６１１ｂとシール部３１とが重なり合っていることになる。

同一種類の回路部であれば素子密度や配線密度はほぼ同じであるが、種類が異なる回路部であれば素子密度なども異なる。シフトレジスタ６１１ａとレベルシフタ６１２ａは異なる種類の回路部であり、素子密度や配線密度も異なるから、図４に示すように、基板面垂直方向の高さがシフトレジスタ６１１ａでは“ｌ１”であるの対し、レベルシフタ６１２ａでは“ｌ２”となっており、少し異なっている。

ここで、仮に走査線の左右両端側の走査線駆動回路６１ａ，６２ｂにおいて、異なる種類の回路部がシール部３１と重なるように配置された場合を想定する。これは、例えば左側の走査線駆動回路６１ａにおいてはシフトレジスタ６１１aとシール部が重なっているのに対し、右側の走査線駆動回路６１ｂにおいてはレベルシフタ（レベルシフタ６１２ｂという）とシール部が重なるような場合である。このような場合には、シフトレジスタ６１１ａとレベルシフタ６１２ｂとの高さの違いに合わせてシール部の厚みをうまく調整しなければ、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを平行に保つことができない。

これに対し、図４に示すように。双方の走査線駆動回路６１ａ，６１ｂにおいて、基板面垂直方向の高さが同じである回路部上にシール部３１を設けるようにすれば、上記のような調整作業を行わなくても、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを平行に保つことは容易である。なお、基板間への異物混入を防ぐという観点からは、シール部３１はできるだけ外側に設けた方がよい。従って、一般にレベルシフタよりも外側に配置されるシフトレジスタとシール部とが重なり合うのが好ましい。

以上説明したように、本実施形態では、ブラックマトリクス４０が走査線駆動回路６０ａ，６０ｂにおける同一種類の回路部（レベルシフタ６０２ａ，６０２ｂ）に重なるように配置されているので、その重なり合った分だけ狭額縁化が可能となる。さらに、ブラックマトリクス４０と上記回路部（レベルシフタ６０２ａ，６０２ｂ）との間に寄生容量が形成されて動作遅延が発生したとしても、その動作遅延は走査線ＧＬの左右両側でほぼ均等に発生するであろうから、動作遅延の影響を低減させることが期待できる。

また、本実施形態では、走査線駆動回路６１ａ，６１ｂにおいて比較的低い動作周波数に基づいて動作を行う回路部（レベルシフタ６０２ａ，６０２ｂ）がブラックマトリクス４０と重なるように配置されている。よって、これらの間に寄生容量が形成されて動作遅延が発生したとしても、上記回路部（レベルシフタ６０２ａ，６０２ｂ）の動作周波数がもともと低いので、動作遅延はあまり問題とならない。

また、本実施形態では、走査線駆動回路６１ａ，６１ｂにおける同一種類の回路部（シフトレジスタ６１１ａ，６１１ｂ）がシール部３１と重なるように配置されている。従って、その重なり合った分だけ狭額縁化が可能となるし、それらの回路部（シフトレジスタ６１１ａ，６１１ｂ）の上に均等な厚さのシール部３１を形成するだけで、ＴＦＴ基板１０と対向基板２０とを平行に保つことができる。

なお、上述した実施形態は次のような変形が可能である。
例えば、実施形態では走査線の両端に走査線駆動回路が設けられている例を説明したが、これに限らず、走査線の一端側だけに走査線駆動回路が設けられていてもよい。この場合には、一端側に設けられた走査線駆動回路が有する比較的動作周波数が低い回路部（例えばレベルシフタ）とブラックマトリクスとが重なるように配置すれば、前述と同様の理由から動作遅延の問題は重大なものにはならない。

実施形態では、データ線駆動回路がデータ線の一端側にのみ設けられている例を説明したが、このデータ線駆動回路はデータ線の両端側に設けられていてもよい。そして、実施形態では、走査線駆動回路とブラックマトリクスとの位置関係や、走査線駆動回路とシール部との位置関係についての技術を説明したが、これに限らず、データ線駆動回路とブラックマトリクスとの位置関係や、データ線駆動回路とシール部との位置関係についても同様の技術を適用し得る。より具体的には、データ線駆動回路において比較的動作周波数が低い回路部としてはマルチプレクサが挙げられるので、このマルチプレクサとブラックマトリクスが重なり合うように配置すれば、動作遅延の問題は生じにくい。また、データ線駆動回路がデータ線の両端側に設けられている場合には、これらのデータ線駆動回路の各々が有する回路部のうち同一種類の回路部と、ブラックマトリクスとが重なり合うように配置すればよい。

また、本発明は、液晶装置に限らず、有機ＥＬ装置やプラズマ装置などの電気光学装置に適用することも可能である。また、このような電気光学装置を電子機器に適用することも可能である。ここでいう電子機器は、特に限定されるものではないが、本発明に係る電気光学装置を表示部として含んで構成される装置一般をいう。図５は、本発明を適用した液晶装置１００（ないし１０１）を有する携帯電話機１２０の構成を示す斜視図である。この図に示されるように、携帯電話機１２０は、利用者により操作される複数の操作ボタン１２２、他の端末装置から受信した音声を出力する受話口１２４、および他の端末装置に送信される音声を入力する送話口１２６のほかに、各種の画像を表示する液晶装置１００（ないし１０１）を有する。なお、本発明に係る液晶装置が利用され得る電子機器としては、図５に示される携帯電話機のほかにも、ノートパソコンや、液晶テレビ、ビューファインダ型（またはモニタ直視型）のビデオレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等などが挙げられる。

本発明の実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 同液晶装置をＡ−Ａ’線から視た場合の断面図である。 本発明の別の実施形態に係る液晶装置の構成を示す平面図である。 同液晶装置をＡ１−Ａ１’線から視た場合の断面図である。 本発明に係る電子機器の一例たる携帯電話機の構成を示す斜視図である。 従来の液晶装置の構成を示す平面図である。

符号の説明

１００，１０１…液晶装置（電気光学装置）、１０…ＴＦＴ基板、１１…ＴＦＴ、２０…対向基板、３０，３１…シール部、４０…ブラックマトリクス、５０…有効表示領域、６０ａ，６０ｂ，６１ａ，６１ｂ…走査線駆動回路、６０１ａ，６１１ａ…シフトレジスタ、６０２ａ，６１２ａ…レベルシフタ、７０…データ線駆動回路、８０…信号入力端子、９０…液晶、ＰＸ…画素、ＧＬ…走査線、ＤＬ…データ線。

Claims (6)

1. 複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素と、
   前記データ線または前記走査線の両端側にそれぞれ形成され、前記データ線または前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する駆動回路と、
   前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記駆動回路の各々が有する回路部のうち同一種類の回路部に重なるような位置に設けられた遮光膜と
   を備えた電気光学装置。
2. 複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素と、
   前記データ線の少なくとも一端側に形成され、当該データ線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有するデータ線駆動回路と、
   前記走査線の少なくとも一端側に形成され、前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する走査線駆動回路と、
   前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記データ線駆動回路または前記走査線駆動回路が有する回路部のうち、各々の駆動回路内において他の回路部よりも低い動作周波数に基づいて動作を行う回路部に重なるような位置に設けられた遮光膜と
   を備えた電気光学装置。
3. 前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て前記遮光膜と重なる回路部は、前記走査線駆動回路におけるレベルシフタまたは前記データ線駆動回路におけるマルチプレクサである請求項１または２記載の電気光学装置。
4. 第１の基板と第２の基板との隙間に、複数のデータ線および複数の走査線に接続されてマトリクス状に配列された複数の画素と、
   前記データ線または前記走査線の両端側にそれぞれ形成され、前記データ線または前記走査線を介して前記画素を駆動するための複数種類の回路部を有する駆動回路と、
   前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て、前記駆動回路の各々が有する回路部のうち同一種類の回路部に重なるような位置に設けられ、第１の基板と第２の基板とを接着するシール部と
   を備えた電気光学装置。
5. 前記複数の画素の配列面に垂直な方向から視て前記シール部と重なる回路部は、前記走査線駆動回路におけるシフトレジスタである請求項４記載の電気光学装置。
6. 請求項１から５のいずれか１に記載の電気光学装置を表示装置として備えた電子機器。

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