JP2016206542A - 多分割駆動ディスプレイ及び表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大画面・高精細ディスプレイにおいても高フレームレート駆動が可能であり、高画質で低消費電力の多分割駆動ディスプレイ及び表示装置を提供する。
【解決手段】多分割駆動ディスプレイにおいて、分割された表示エリアは、基板を貫通する貫通電極によりディスプレイの裏面から基板表面側の配線に電気信号が供給され、少なくとも、領域内の全ての配線が当該領域内の前記貫通電極のいずれかと接続するように構成された駆動領域を備える。駆動領域は、第１の方向に伸びるｍ本の第１方向配線及び前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びるｎ本の第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と電気的に接続する前記貫通電極を備えた単位領域を組み合わせて構成されてなり、前記単位領域が第１の方向にｍ×(ｎ＋１)個、第２の方向に(ｎ＋１)個、並ぶ配列を含んでいることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、多分割駆動ディスプレイ、すなわち、表示エリアを分割して駆動するディスプレイに関するもので、特に、有機ＥＬ（ＯＬＥＤ：Organic Light Emitting Diode）ディスプレイや液晶ディスプレイなどの大型・高精細ディスプレイに応用可能であり、高フレーム表示に適した多分割駆動ディスプレイ及びそれを用いた表示装置に関するものである。

近年、スマートフォンやタブレットといったモバイル機器からパソコン用モニター、家庭用ＴＶに至るまで、フラットパネルディスプレイが広く普及している。また家庭用ＴＶの更なる高画質化に向けて、走査線がハイビジョンの２倍となる４Ｋディスプレイ、更には、８５インチや９８インチクラスの８Ｋスーパーハイビジョン（ＳＨＶ、空間解像度/フレーム周波数：7680x4320/60p, 7680x4320/120p）対応の超高精細ディスプレイまで実用化が進められている。

ディスプレイの高精細化や高フレーム化が進むと、ホールド型ディスプレイのアクティブ駆動では１フレームにおける走査線１本あたりの選択時間が短縮するため、映像を表示するためのパネル駆動が難しくなる。また、大画面パネルにおいては、画面サイズの拡大に応じて配線膜厚を増やすことが困難なため、配線長とともに配線抵抗が増加し、電圧降下や信号遅延が大きくなり、駆動技術の困難さに加えて消費電力の増大も大きな課題となる。

こうしたディスプレイの大型化・高精細化に向けた課題を解消する試みとして、小型のディスプレイを繋ぎ合せて１枚の大画面ディスプレイを構成する手法や、一枚の表示パネルの裏面に複数の駆動用パネルをタイル状に配置する手法を用いた、いわゆる「タイル型ディスプレイ」が提案されている。このタイル型ディスプレイでは、タイルを構成するエリアごとにディスプレイを分割駆動することができるため、走査線の選択時間を長く取れるとともに電圧降下も低減される。また、タイルサイズを適切に設定することにより、高精細ディスプレイであっても薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いないパッシブ・マトリクス駆動を適用できる可能性もある。更に裏面に配線を配置することができるため、駆動用集積回路をパネル裏面に直接設置できるなどのメリットを有する。また、タイル型ディスプレイ以外にも、基板に開口部又は貫通電極を設けて裏面から電気信号を供給し、表示エリアを分割して駆動するディスプレイ（本明細書において、「多分割駆動ディスプレイ」と呼ぶ。）も提案されている。

タイル型ディスプレイを構成する際の課題としては、小型のディスプレイ同士の繋ぎ目（境界）の面積が大きいと、境界部分の映像の連続性が不自然であると認識されてしまうため、境界の面積を画素間の間隔より十分小さくするための技術が必要となることが挙げられる。更にディスプレイを駆動するための配線をエリアごとに外部から接続する必要があり、表示面からは視認できないように境界部分から表示面の反対側（裏面）に取り出すことが求められる。これは駆動用パネルを複数用いる場合も同様な構造が必要となる。

配線を裏面に取出す方法としては、種々の手法が提案されている。その一例として、表示パネルを小型の基板に分割し（以下、「分割基板」という。）、分割基板の端面から裏面にかけて微細な配線（端面配線、側面接続配線）を形成し、分割基板の表面と裏面とを接続する手法が提案されている（特許文献１）。同様に分割基板端面の配線を利用するものとして、ディスプレイの表示面となる前面基板は一枚とし、後面の分割基板をタイル状に構成し、前面基板に形成した配線に電極ピンあるいは引出し線を形成して分割基板の隙間から引き出し、前面基板の配線と裏面に設けられたプラグとを接続する手法が提案されている（特許文献２）。更にその端面から裏面にかけてペースト状導電材料を形成することにより、前面基板と分割基板を接続する手法も提案されている（特許文献３）。これらは端面の電極を画素ピッチより十分薄膜化することにより、映像を表示した際に境界を認識できないパネル構造を実現することが期待されている。

その他の試みとして、多分割駆動ディスプレイに適応されるように、小型表示パネルの分割基板を貫通するビアを設け、分割基板表面に形成された配線と裏面の電極とを導通させる手法が提案されている（特許文献４、特許文献５）。この手法では小型表示パネル面内から直接配線を取り出せるため、小型表示パネル端面に配線を形成する必要がなく境界部分の面積を小さくすることが可能である。また貫通ビアは境界付近以外にも配置することができるため、配線の設計の自由度も比較的広くとれるなどの特長もある。

特開２０００−１２２５７１号公報 特開２００１−２５１５７１号公報 特開２００９−８７３１号公報 特表２００２−５０３８３２号公報 特表２００４−５３３０２２号公報

しかしながら、配線を裏面に取出すための従来技術には、次のような問題があった。

まず、特許文献１のような分割基板の端面に微細配線を形成する手法では、タイル状に小型表示パネルを配列する際に隣同士の端面が重なる可能性があり、絶縁性を十分に確保するための加工が必要となるため作製工程が複雑になる。また配線を薄膜化しても配線が形成されていない表面との凹凸が生じるため、小型表示パネルを配列する際の位置合わせが困難になるという課題がある。また、前面基板の裏面の分割パネル同士のギャップから引出線を出す特許文献２の手法では、分割部に電極ピンあるいは引出し線を形成するため元々構造が複雑であり、特に画素が微細化する際には分割部のギャップが極めて小さくなるため、電極ピンや引出し線の微細形成が極めて困難になる。同様に特許文献３のようなペースト状の材料で分割基板の端面に電極を形成する手法においても、微細なペースト加工をディスペンサーやインクジェットなどで高精度に行う必要があるため、生産性の面で大きな課題がある。

また、特許文献２、３の手法においては、１枚の分割基板の表面から裏面へ電極を引き回すのではなく、２枚の基板を用いて対向側の裏面に配線を引き出す構造である。したがって、対向基板と貼り合せてから微細電極を形成するため、単一基板で配線まで形成する構造に比べて作製プロセス上に制約が生じ、生産性の効率化という点でもデメリットとなる。さらに、特許文献１〜３に開示の技術では、多分割駆動ディスプレイを形成することは原理的に不可能である。

一方、特許文献４、５に記載されている分割基板を貫通するビアを設ける手法については、ピクセル単位にビアを設けることを前提としており、分割基板に微細な開口を形成するとともに、開口部に導電性材料を埋め込むための高い技術が必要となる。一般にディスプレイの基板材料としてガラスが用いられているが、従来のウェットエッチングなどフォトリソグラフィ加工を行う場合、開口径は基板膜厚程度まで広がってしまうため、通常のディスプレイに用いられるガラス基板では微細な開口を形成することが極めて難しい。特許文献５にはプリント基板を応用して、(ｍ×ｎ)の表示素子アレイに対して、(ｍ＋ｎ)個のビア接続を設けることが記載されているものの、パッシブ・マトリクス駆動ディスプレイに特化した構造しか示されておらず、アクティブ・マトリクス駆動への拡張は開示されていない。またプリント基板の開口電極を画素電極に接続する効率的な配置方法には全く言及されていない。

したがって、上記のような問題点に鑑みてなされた本発明の目的は、上記の課題を解決し、大画面・高精細ディスプレイにおいても高フレームレート駆動が可能であり、高画質で低消費電力の多分割駆動ディスプレイ及び表示装置を提供することにある。

上記課題を解決するために本発明に係る多分割駆動ディスプレイは、表示エリアを分割して駆動する多分割駆動ディスプレイにおいて、分割された表示エリアは、基板を貫通する貫通電極によりディスプレイの裏面から基板表面側の配線に電気信号が供給され、少なくとも、領域内の全ての配線が当該領域内の前記貫通電極のいずれかと接続するように構成された駆動領域を備えており、前記駆動領域は、第１の方向に伸びるｍ本の第１方向配線及び前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びるｎ本の第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と電気的に接続する前記貫通電極を備えた単位領域を組み合わせて構成されてなり、前記単位領域が第１の方向にｍ×(ｎ＋１)個、第２の方向に(ｎ＋１)個、並ぶ配列を含んでいることを特徴とする。

また、上記課題を解決するために本発明に係る多分割駆動ディスプレイは、表示エリアを分割して駆動する多分割駆動ディスプレイにおいて、分割された表示エリアは、基板を貫通する貫通電極によりディスプレイの裏面から基板表面側の配線に電気信号が供給され、少なくとも、領域内の全ての配線が当該領域内の前記貫通電極のいずれかと接続するように構成された駆動領域を備えており、前記駆動領域は、第１の方向に伸びるｍ本の第１方向配線及び前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びるｎ本の第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と電気的に接続する前記貫通電極を備えた単位領域を組み合わせて構成されてなり、前記単位領域が第１の方向に(ｍ＋１)個、第２の方向にｎ×(ｍ＋１)個、並ぶ配列を含んでいることを特徴とする。

また、前記多分割駆動ディスプレイは、前記単位領域が、前記貫通電極と、前記基板上に形成された下地電極と、前記下地電極上に積層された絶縁膜と、前記絶縁膜の上部に形成された前記第１方向配線及び前記第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と前記下地電極とを接続する前記絶縁膜を貫通する開口部または貫通ビアとを有することが望ましい。

また、前記多分割駆動ディスプレイは、前記第１方向配線または前記第２方向配線が、電源線、ゲート線、データ線を含み、表示部に有機ＥＬ素子を用いることが望ましい。

また、前記多分割駆動ディスプレイは、表示のフレームレートが120Hz以上であることが望ましい。

上記課題を解決するために本発明に係る表示装置は、上記の多分割駆動ディスプレイを用いたことを特徴とする。

本発明によれば、多画素化による信号遅延の影響を抑制し、表示パネルの分割したエリアを効率よく駆動することが可能である。これにより、大画面・高精細ディスプレイにおいても高フレームレート駆動が可能となり、高画質で低消費電力のディスプレイ及び表示装置を実現することが可能となる。

本発明のディスプレイの単位構造の基本構成を示す図である。 最小駆動領域の概念図である。 単位構造の平面図である。 垂直配線接続用単位構造と垂直配線接続を説明する図である。 水平配線接続用単位構造と水平配線接続を説明する図である。 ｍ×(ｎ＋１)複合ブロックに基づく最小駆動領域の一例を示す図である。 ｍ×(ｎ＋１)複合ブロックに基づく最小駆動領域の別の例を示す図である。 (ｎ＋１)²複合ブロックに基づく最小駆動領域の一例を示す図である。 (ｎ＋１)²複合ブロックに基づく最小駆動領域の別の例を示す図である。 単位構造の配置方法の一例を説明する図である。 (ｍ＋１)×ｎ複合ブロックに基づく最小駆動領域の一例を示す図である。 最小駆動領域と拡張領域の関係を示す図である。 不均一な貫通電極の配置の一例を示す図である。 最小駆動領域の貫通電極の配置の一例を示す図である。 貫通電極と単位領域との接続を説明する図である。 下地電極の平面図の一例である。 複数の最小駆動領域からなるディスプレイを示す図である。 複数の分割駆動パネルからなるディスプレイを示す図である。 駆動ドライバと分割駆動パネルの配置が異なるディスプレイを示す図である。 有機ＥＬディスプレイの画素回路の一例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は、本発明の多分割駆動ディスプレイの構成要素となる「単位構造」の基本構成を示したものである。図１（ａ）に単位構造の基本構成の斜視図（透視図）を、図１（ｂ）にその断面図を示す。

図１（ａ）の単位構造１００において、基板１１０の内部を貫通して基板１１０の上面（表面）と下面（背面）を電気的に接続するための貫通電極１２０が形成されている。貫通電極１２０上には、貫通電極１２０と電気的に接続する下地電極１３０が形成されており、この下地電極１３０は単位構造ごとに独立して形成されている。下地電極１３０上には絶縁膜１４０が積層されており、絶縁膜１４０上に交差して配置された配線電極（垂直配線１５０、水平配線１６０）と下地電極１３０は、この絶縁膜１４０により電気的に絶縁されている。なお、垂直配線１５０と水平配線１６０の本数、線幅、間隔等は適宜設定し得るものであり、図は一例にすぎない。また、垂直配線１５０と水平配線１６０とは、図示しない層間絶縁膜で互いに絶縁されている。絶縁膜１４０には導電性材料から成る貫通ビア１７０が形成されており、この貫通ビア１７０が絶縁膜１４０の上方に形成された配線電極の一本（ここでは垂直配線１５０の中の１本である接続配線１５１）に接続し、下地電極１３０と接続配線１５１を電気的に接続する。即ち、貫通電極１２０と接続配線１５１が下地電極１３０及び貫通ビア１７０を通して電気的に接続することとなる。図１では貫通ビア１７０は１個の例を示しているが、下地電極１３０上に複数個形成して接続配線１５１に複数個所で接続しても良い。また貫通ビア１７０を形成することなく絶縁膜１４０に下地電極１３０を露出する開口部を形成し、該開口部を通じて接続配線１５１が下地電極１３０に直接接続する構造であっても良い。

図１（ｂ）は、図１（ａ）の単位構造１００の貫通ビア１７０を通る断面図であり、図の同一番号は同じものを示している。なお、後述するように、貫通電極１２０は図示された矩形領域の直下に存在する必要はなく、下地電極１３０と電気的に接続可能な適宜の位置に配置することができる。また、図１は単位構造の基本構成であって、実際のディスプレイの表示基板を構成する際には、単位構造には、各垂直配線１５０及び水平配線１６０に対応して、さらに、画素電極、ＴＦＴ、表示素子等が形成され、各垂直配線１５０及び水平配線１６０がゲート配線、データ配線、及び電源配線等となる。

図１の単位構造１００は、例えば、基板１１０としてガラス基板或いはフィルム基板を用いる。基板には、エッチング、サンドブラスト、レーザ等により数十〜数百μｍの開口を形成することが可能であるが、例えば、直径１５０〜２００μｍの開口を形成し、金属メッキ又は導電ペーストで開口を埋める等の方法により、貫通電極１２０を形成することができる。また、所定の間隔で金属ピンが埋め込まれた基板も作製されており、そのような金属ピンを貫通電極として利用しても良い。単位構造の大きさは、作製するディスプレイの大きさにもよるが、例えば、１辺１ｍｍ程度のサイズとすることができる。導電膜、貫通ビア、配線層は、いずれも、銅、アルミニウム、金、高融点金属等、加工性が良く低抵抗の金属で形成することができ、例えば、配線層は線幅５〜１０μｍ、貫通ビアの直径も配線幅と同程度に設計することができる。なお、電源配線等の低抵抗が要求される配線層については、配線幅をより広くする等、適宜設計することができる。

本発明においては、図１の単位構造１００を複数配置し、エリア内の全ての配線を、貫通電極１２０を介して基板１１０の背面から駆動できる最小エリアを構成し、これを「最小駆動領域」と呼ぶ。

図２に本発明の最小駆動領域２００の概念図を示す。多分割駆動を可能とする最小駆動領域２００は、それぞれ等しい面積を有し、図１の単位構造１００を備えた個々の領域２１０からなる。以下、この個々の領域を「単位領域」という。単位領域２１０はそれぞれ対応する１個の貫通電極１２０を有する。１個の貫通電極１２０は最小駆動領域２００内の配線の１本と接続するとともに、最小駆動領域２００内の全ての配線はいずれかの貫通電極１２０と接続するように構成する。このような構成とすることで、貫通電極１２０により最小駆動領域２００内の配線を全て駆動することができ、裏面への引出し電極（貫通電極１２０）を効率的に配置できるだけでなく、余分な配線引き回しによる配線抵抗の増加を防ぐことが可能となる。なお、図２は概念図であって、実際の単位領域の配置や貫通電極の個数を例示するものではない。

以降、本発明の多分割駆動ディスプレイに適用される最小駆動領域の構成について、その基本となる単位構造から順を追って説明する。

図３に、単位領域２１０となる単位構造１００の平面図を簡略化して示す。基本単位となる単位領域（単位構造）内には貫通電極１２０が１個配置されており、単位領域２１０を通る垂直配線１５０と水平配線１６０のうちの１本のみが、下地電極１３０と貫通ビア（図示せず）を通じて貫通電極１２０と接続している。ここでは垂直配線１５０がｍ本、水平配線１６０がｎ本ある構成とする。なお、このｍ、ｎは、任意の自然数であってよく、最小駆動領域のサイズ等を考慮して、適宜設計することができる。

図４は、垂直配線接続用単位構造１０１を利用した垂直配線接続について説明する図である。

図４（ａ）は、単位領域２１０を通る垂直配線１５０に着目して図３を書き換えたものであり、水平配線は図示されていない。垂直配線接続用単位構造１０１は、貫通ビア（図示せず）が垂直配線１５０のいずれかに接続している。ここで単位領域２１０を通過するｍ本の垂直配線１５０に接続するために、図４（ｂ）のように垂直配線接続用単位構造１０１をｍ個縦に並べる配置構成とする。ここでは便宜上、図４（ｂ）の各々の単位構造１０１の左側の番号は、垂直配線１５０に付けられた番号に対応しているものとし、各々が左側の番号の垂直配線に電気的に接続するものとする。なお、単位構造を（ｍ＋１）個以上並べた場合には、ｍ本の垂直配線１５０は既にｍ個の単位構造１０１に接続しているため、（ｍ＋１）番目以降の単位構造１００については特に垂直配線１５０に接続する必要はない。図４（ｃ）は、図４（ｂ）を簡略化して書き換えたものであり、ハッチングがかけられた（黒色と表現する場合がある）単位構造は垂直配線接続用単位構造１０１を意味し、枠内の白抜き数字は、何番目の垂直配線１５０に接続されているかを示す。単位構造の配列を説明するために、以降は、垂直配線接続用単位構造１０１を図４（ｃ）の形式で示すこととする。

図５は、水平配線接続用単位構造１０２を利用した水平配線接続について説明する図である。

図５（ａ）は、単位領域２１０を通る水平配線１６０に着目して図３を書き換えたものであり、垂直配線は図示されていない。水平配線接続用単位構造１０２は、貫通ビア（図示せず）が水平配線１６０のいずれかに接続している。ここで単位領域２１０を通過するｎ本の水平配線１６０に接続するために、図５（ｂ）のように水平配線接続用単位構造１０２をｎ個横に並べる配置構成とする。ここでは図４の垂直配線の場合と同様に、図５（ｂ）の各々の単位構造１０２の上部の番号は、水平配線１６０に付けられた番号に対応しているものとし、各々が上部の番号の水平配線に電気的に接続するものとする。なお、図５（ｂ）の０の番号がついた単位構造については、水平配線に接続せず、いずれかの垂直配線に接続するものを示している。この０番を含めた（ｎ＋１）個の単位構造において、ｎ本の水平配線は既にｎ個の単位構造１０２に全て接続しているため、（ｎ＋２）番目以降の単位構造１００については特に水平配線１６０に接続する必要はない。図５（ｃ）は、図５（ｂ）を簡略化して書き換えたものであり、白色で記載された単位構造は水平配線接続用単位構造１０２を意味し、枠内の黒数字は、何番目の水平配線１６０に接続されているかを示す。なお、ハッチングがかけられてｋの白抜き文字が記載された単位構造は、ｋ番目の垂直配線に接続された単位構造を意味し、この表示形式は図４（ｃ）と同じである。単位構造の配列を説明するために、以降は、水平配線接続用単位構造１０２を図５（ｃ）の形式で示すこととする。

後述するように、ｍ本の垂直配線に接続するために、垂直配線接続用単位構造１０１がｍ個縦に並んだ配列の領域、又は、ｎ本の水平配線に接続するために、水平配線接続用単位構造１０２がｎ個横に並んだ配列の領域を、短冊領域という場合がある。

図６に、最小駆動領域の一例を示す。図６（ａ）、図６（ｂ）は、各々最小駆動領域２０１の概要と、最小駆動領域２０１を構成する単位構造１０１，１０２の配列を示したものである。

ｍ×(ｎ＋１)個の単位構造で構成される領域（以下、「複合ブロック」という。）３００、３００’が、垂直方向に（ｎ＋１）個組み合わされたものが最小駆動領域２０１となる。図６（ａ）において、複合ブロック３００内の短冊領域３１０は、図４で説明したｍ本の垂直配線に接続するためにｍ個縦に並べた垂直配線接続用単位構造１０１の集合を示している。複合ブロック３００の残りの領域３２０は、図５で説明したｎ本の水平配線に接続するためにｎ個横に並べた水平配線接続用単位構造１０２の行を、垂直方向にｍ本束ねた領域を示したものである。図６（ｂ）において、複合ブロック３００’内で数字の書かれた四角の領域が、図４、図５に示した単位構造１０１，１０２であり、白色の四角が水平配線接続用単位構造１０２を、黒色（ハッチング）の四角が垂直配線接続用単位構造１０１を示す。また各々の数字は、各々の単位構造１００が接続する配線番号を示している。したがって、複合ブロック３００（３００’）では、複合ブロック３００を通る水平配線には全て接続されており、また複合ブロック３００を通る垂直配線については、短冊領域３１０を通るｍ本にのみ接続していることになる。そのため、図６の[1]〜[n＋1]で示されるように、短冊領域３１０を単位構造１個分ずらした複合ブロックを（ｎ＋１）段積み重ねることにより、全ての領域において垂直配線１５０及び水平配線１６０が貫通電極と電気的に接続していることになる。

即ち、最小駆動領域２０１は、縦にｍ×(ｎ＋１)個、横に(ｎ＋１)個、単位構造１００（１０１，１０２）を並べたｍ×(ｎ＋１)²個の単位構造１００からなり、ｍ×(ｎ＋１)²個の貫通電極１２０が形成された領域である。そして、この領域にはｍ×(ｎ＋１)本の垂直配線１５０と、ｎ×ｍ×(ｎ＋１)本の水平配線１６０が存在し、これらの配線がいずれかの貫通電極に接続されている。この最小駆動領域２０１は、本発明の多分割駆動ディスプレイで背面から駆動できる最小のエリア、即ち全ての配線が貫通電極の何れかに接続可能な最小のエリアであり、貫通電極１２０を効率的に配置したものといえる。

図７に、最小駆動領域の別の例を示す。図６では短冊領域３１０を複合ブロック３００ごとに１段ずつずらした例を示しているが、図７に示すように短冊の並びは自由に変えることができる。即ち、短冊領域３１０は(ｎ＋１)!通りの配置が可能である。なお、図７（ａ）、図７（ｂ）は各々図６（ａ）、図６（ｂ）に対応しており、最小駆動領域２０２の概要と、最小駆動領域２０２を構成する単位構造１０１，１０２の配列を示している。

図６、図７では複合ブロック３００をｍ×(ｎ＋１)個の単位構造を用いて定義したが、(ｎ＋１)²個の単位構造により定義することも可能である。

図８に、(ｎ＋１)²個の単位構造１００からなる複合ブロック３０１に基づく最小駆動領域の一例を示す。図８（ａ）、（ｂ）が、新たに形成する最小駆動領域２０３の配列であり、図８（ｃ）は、図６で説明した最小駆動領域２０１を表している。最小駆動領域２０３を形成する手法を、図６と対応させて説明する。ここでは最小駆動領域２０１の水平方向に並んだ（ｎ＋１）個の単位構造の行ブロックを矢印のように移動させて、最小駆動領域内の構成を変換する。このとき図６の短冊領域３１０は各領域に分散されて、新たな複合ブロック３０１が形成される。新たな複合ブロック３０１内では、垂直配線に接続する垂直配線接続用単位構造１０１は斜めに階段状に配置され、残りの部分３２１が水平配線に接続する水平配線接続用単位構造１０２となる。この新たな複合ブロック３０１をｍ個縦に配列することで最小駆動領域２０３を構成する。

図９は、さらに、図８の新たな複合ブロック３０１内の配置を自由に変えて、新たな最小駆動領域２０４を形成したものである。図９（ａ）、（ｂ）が、新たに形成する最小駆動領域２０４の配列であり、図９（ｃ）は、図８（ｂ）で説明した最小駆動領域２０３を表している。ここでは最小駆動領域２０３の水平方向に並んだ（ｎ＋１）個の単位構造の行ブロックを、図９の矢印に示したように、単位構造が(ｎ＋１)²個並べられた復号ブロック３０２の中で分散させることができる。この組み合わせも(ｎ＋１）!通りある。このとき、(ｎ＋１)²個の単位構造で表される各複合ブロック３０２は、全て同様の配置に分散されることが望ましい。これにより、複合ブロック３０２を共通のドライバを用いて個別に駆動することも可能となる。

なお、図６〜図９に示した単位構造の番号は図４の垂直配線１５０と図５の水平配線１６０に対応させて示しているが、実際には、配線に対する単位構造の並べる順番はどのような配置にしても良い。例えば水平配線に対応する単位構造の番号は１、２、３・・・ｎまで並んで記載しているが、ｎ！通りの並び方がある。また垂直配線に関しても、ｍ！通りの並び方があり、自由に対応させることができる。但し、画素駆動を適切に行うためには、適切な配置が好ましい。

図１０に、単位構造の配置方法の一例を示す。例えば、図１０のように垂直配線１５０が全てデータ線である場合、カラー映像の赤緑青の繰り返しで配線が並んでいる場合には、単位構造１０１を色ごとに纏めて配列する方法などが挙げられる。何れにしても、駆動ドライバや回路構成などに応じて、最適な構成とすることが好ましい。

図１１は、最小駆動領域を構成する単位構造の配列の別の例であり、図１１（ａ）は最小駆動領域２０５の概要を示し、図１１（ｂ）は最小駆動領域２０５を構成する単位構造１０１，１０２の配列を示したものである。図６、図７においては、各複合ブロック３００が、ｍ本の垂直配線に接続するためにｍ個縦に並べた垂直配線接続用単位構造１０１の集合した短冊領域３１０を備えていたが、図１１では、各複合ブロック３３０が、ｎ本の水平配線に接続するためにｎ個横方向に並べた水平配線接続用単位構造１０２の集合した短冊領域３４０を備えている。

(ｍ＋１)×ｎ個の単位構造で構成される領域（複合ブロック３３０、３３０’）が、水平方向に（ｍ＋１）個組み合わされたものが最小駆動領域２０５となる。図１１（ａ）において、複合ブロック３３０内には、ｎ本の水平配線に接続するためにｎ個横に並べた水平配線接続用単位構造１０２の集合である、行方向の短冊領域３４０が設けられる。残りの領域３５０は、図４で説明したｍ本の垂直配線に接続するためにｍ個縦に並べた垂直配線接続用単位構造１０１の列を、水平方向にｎ本束ねた領域を示したものである。図１１（ｂ）において、複合ブロック３３０’内で数字の書かれた四角の領域が図４、図５に示した単位構造１０１，１０２であり、白色の四角が水平配線接続用単位構造１０２を、黒色（ハッチング）の四角が垂直配線接続用単位構造１０１を示す。また各々の数字は、各々の単位構造１００が接続する配線番号を示している。したがって、複合ブロック３３０（３３０’）では、複合ブロック３３０を通る垂直配線１５０には全て接続されており、また複合ブロック３３０を通る水平配線１６０については、短冊領域３４０を通るｎ本にのみ接続していることになる。そのため、図１１の[1]〜[m＋1]で示されるように、短冊領域３４０を単位構造１個分ずらした複合ブロックを（ｍ＋１）個横に並べることにより、全ての領域において垂直配線１５０及び水平配線１６０が貫通電極と電気的に接続していることになる。

即ち、最小駆動領域２０５は、縦に(ｍ＋１)個、横にｎ×(ｍ＋１)個単位構造１００（１０１，１０２）を並べたｎ×(ｍ＋１)²個の単位構造１００からなり、ｎ×(ｍ＋１)²個の貫通電極１２０が形成された領域である。そして、この領域にはｍ×ｎ×(ｍ＋１)本の垂直配線１５０と、ｎ×(ｍ＋１)本の水平配線１６０が存在し、これらの配線がいずれかの貫通電極に接続されている。この最小駆動領域２０５は、本発明の多分割駆動ディスプレイで背面から駆動できる最小のエリア、即ち全ての配線が貫通電極の何れかに接続可能な最小のエリアであり、貫通電極１２０を効率的に配置したものといえる。

さらに、この最小駆動領域２０５は、図７〜図９で説明した最小駆動領域の変形手段と同様の考え方により、水平配線１６０に接続する短冊領域３４０の位置を再配置したり、水平配線接続用単位構造１０２を(ｍ＋１)²の領域内で再配置することができ、ｎ×(ｍ＋１)²個の単位構造を有する他の最小駆動領域２０５を作製することができる。

本発明の最小駆動領域は、貫通電極を効率良く配線に接続する最小単位であるが、１個の貫通電極で１本の配線に接続することを前提としている。しかしながら、実際には複数のラインを１個の貫通電極と接続する場合や、１本の配線に複数の貫通電極が接続するような構成も可能である。複数のラインを１個の貫通電極で接続させる場合においては、複数のラインを同一信号で駆動することができ、ライン数に比べて貫通電極の数を減少できる。また、同一信号の複数のラインを幅広の低抵抗の配線として取り扱うことができる。一方、１本の配線に複数の貫通電極が接続する構成においては、ライン数に比べて単位構造１００（すなわち、貫通電極）を増やす必要があるが、配線に対して短い間隔で電圧の供給を行うことができ、配線抵抗による電圧低下をより小さくすることが可能となる。また、貫通電極との接続の個数をディスプレイ面内で分布させるような構成においては、接続する配線が無い貫通電極があっても良い。同様に、予備の貫通電極を設けておくことも可能である。予備の貫通電極が含まれていても、領域内の全ての垂直配線と水平配線が貫通電極で裏面から取り出すことができれば、最小駆動領域として機能する。

ディスプレイを多分割駆動する場合に、最小駆動領域のエリアとディスプレイの分割領域が一致しない場合がある。その際に、最小駆動領域の外部に拡張した領域を設けて分割（駆動）領域とすることができる。次に、最小駆動領域よりも大きい分割領域を形成する例を説明する。

図１２に、最小駆動領域と拡張領域の関係の一例を示す。図１２（ａ）に示されるように、分割駆動される分割領域４００は、最小駆動領域４１０（２００）と拡張領域４２０〜４４０を備えている。この最小駆動領域４１０を通る全ての配線は貫通電極により裏面と接続されているため、その外側の拡張領域に単位構造１００を配置する場合には、配置した単位構造１００の一部を接続することにより、分割領域４００を通る全ての配線に接続することができる。

図１２（ｂ）に、最小駆動領域４１０の水平方向に隣接する拡張領域４２０の接続の例を示す。拡張領域４２０は、既に水平配線は全て接続されているから、各列において垂直配線接続用単位構造１０１をｍ個縦に並べた短冊領域３１０を設けることによりｍ本の垂直配線に接続することができ、拡張領域４２０の全ての配線と接続することができる。例えば、図６の最小駆動領域２０１に隣接する拡張領域４２０の場合、縦方向に単位領域がｍ×（ｎ＋１）個配列された長さを有するが、短冊領域３１０は縦方向の任意の位置に設けることができる。また、短冊領域３１０は、垂直配線接続用単位構造１０１をｍ個連続して配置する必要はなく、短冊領域３１０’のように、間に接続しない単位構造が含まれていても良い。さらに、短冊領域３１０という集合形態をとることなく、ｍ本の垂直配線に接続するｍ個の垂直配線接続用単位構造１０１を、分布させて各列に配置することもできる。

同様に、最小駆動領域４１０の垂直方向に隣接する拡張領域４３０は、既に垂直配線は全て接続されているから、各行において水平配線接続用単位構造１０２をｎ個横方向に並べた短冊領域３４０を設けることによりｎ本の水平配線に接続することができ、拡張領域４３０の全ての配線と接続することができる。短冊領域３４０は、拡張領域４３０の横方向の任意の位置に設けることができ、その間に接続しない単位構造が含まれていても良い。また、集合形態をとることなくｎ個の水平配線接続用単位構造１０２を分布させて各行に配置しても良い。そして、拡張領域４４０においては、拡張領域４２０が全ての垂直配線に接続しており、拡張領域４３０が全ての水平配線に接続していることから、新たに接続を設ける必要はない。なお、拡張領域４４０においても、配線接続用単位構造１０１，１０２を更に形成して、貫通電極から配線に信号を供給し、配線抵抗による電圧降下を低減したり、拡張領域４２０，４３０の接続を代替したりすることは、必要に応じて適宜行うことができる。

このように、最小駆動領域４１０に隣接する拡張領域は、一部の単位構造を配線と接続するだけで領域内の配線を全て貫通電極により接続して制御することができる。したがって、分割領域４００に配置した単位構造の一部については、配線と接続する必要の無いものが生じることになる。そのような必ずしも接続を必要としない単位構造を、別の単位構造が接続している配線に、予備として、または信号や電圧を増強するために接続させても良い。

図１３は、不均一な貫通電極の配置の一例を示す図である。貫通電極の位置は必ずしも図２のように均等に配置する必要はない。例えば、図１３のように、貫通電極１２０の位置が、最小駆動領域２５０に含まれる各単位領域（単位構造）２１０内の中心部から外れた位置にあってもよく、また隣り合う単位構造の貫通電極１２０が異なる位置に形成されていても良い。

図１４及び図１５は、さらに別の貫通電極の配置の一例を示す図であり、単位領域のピッチと貫通電極１２０の配置が一致しない例である。例えば、図１４のように、最小駆動領域２６０に対して貫通電極１２０が中心部に集まっている場合がある。このような場合においては、図１５に示すように、貫通電極１２０上に貫通電極を覆う円形電極１３１と、円形電極１３１から所定の単位領域（単位構造）に接続する延長配線１３２を形成することにより、信号配線を配分することが可能である。例えば、図１５の１２０Ａの位置にある貫通電極１２０は、その左上に配置された単位領域２１０Ａに接続することになる。なお、円形電極１３１は貫通電極１２０を完全に覆っていれば良く、必ずしも円形である必要はない。勿論、貫通電極１２０も円形である必要はない。また円形電極１３１と延長配線１３２は導通しているため、連続した形態であっても良い。

図１６に、図１５の単位領域２１０Ａの接続部分の詳細について一例を示す。図１６は図１５の単位領域２１０Ａにおける単位構造を拡大し、下地電極１３０のパターンを示した図である。単位領域２１０Ａ内では、下地電極の領域１３３が、右下の延長配線１３２と接続しており、単位領域２１０Ａ内にある円形電極１３１とは絶縁部（下地電極の間隙）１３４により電気的に分離されている。これにより、単位領域２１０Ａを通る垂直配線・水平配線（図示せず）は貫通ビアを介して、下地電極１３３と接続することができる。なお、図１６では、延長配線１３２と下地電極の領域１３３の区別がつくように境界線を記載したが、延長配線１３２と下地電極の領域１３３とは通常は同一の配線層で一体的に形成される。また、下地電極１３３の形状はどのようなものであっても構わないが、配線抵抗を少なくするように比較的広い面積の電極とすることが好ましい。

図１７に、本発明による最小駆動領域２００を適用するディスプレイ５００の例を示す。ディスプレイ５００は、最小駆動領域２００を複数組み合わせた構成とすることができ、最小駆動領域２００ごとに制御して駆動することができる。また、最小駆動領域２００の代わりに、図１２の拡張領域を含む分割領域４００を用いた構成としても良い。

図１８は、最小駆動領域２００を複数組み合わせた分割駆動パネル５１０を複数組み合わせて、一枚のディスプレイ５００を形成したものである。この際は、分割駆動パネル５１０に表示部を形成することも可能であるが、接続部分の映像の切れ目が視認されないようにするために、表示部は１枚のパネルとして、分割駆動パネル５１０は駆動回路のみ形成することが好ましい。また、従来のタイル型ディスプレイのあらゆる構成に本発明を適用することが可能である。

なお、最小駆動領域２００は全ての配線に貫通電極を介して基板背面から電気信号を与えられる最小の構成を示しているが、実際のドライバを分割して接続されるエリアと必ずしも一致させる必要はない。図１９は、図１８のディスプレイの駆動領域の構成が異なる例である。図１９においても、最小駆動領域２００を複数組み合わせた分割駆動パネル５１０を複数組み合わせて、一枚のディスプレイ５００を形成した点は、図１８と同様である。図１９の一例では、ディスプレイ５００に接続するドライバの組み合わせを８個の駆動領域５２０に分割している。１つの駆動領域５２０は、最小駆動領域２００及び分割駆動パネル５１０とは一致していない。但し、駆動する領域が最小駆動領域２００を分断するような場合、分断された最小駆動領域の表示部分については、両方のドライバで駆動されることになる。なお、このような多分割駆動も可能であるが、基本的には分割駆動パネルごとのバラツキなどにも依存しないよう、駆動領域を最小駆動領域や分割駆動パネルと一致させることが好ましい。

また本発明では、最小駆動領域の中に、予備の単位構造のブロックを配列させても良い。また単位構造の含まれる一部の配線については、他の手法で駆動するものが含まれていても良い。例えばメッシュ電極を用いる場合など、メッシュ電極の駆動部分だけ別途他の配線接続などで駆動してもよい。

本発明が適用される画素回路の一例を図２０示す。図２０は、大型フラットパネルディスプレイへの応用が期待される有機ＥＬ（ＯＬＥＤ）素子の画素回路の基本構造（レイアウト）の一例である。図は３つのサブピクセルからなる１つの画素を示しており、水平配線としては電源線１８１とゲート線１８２があり、垂直配線としては、サブピクセルごとに１本のデータ線１８３が配置されている。また、各サブピクセルは、選択用ＴＦＴ１９１、画素電極１９２、駆動用ＴＦＴ１９３など、有機ＥＬ素子を駆動するアクティブ・マトリクスの基本的な構造を備えている。各画素電極１９２上に、有機ＥＬが形成され、有機ＥＬの種類により赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の三原色が発光される。図２０の３つのサブピクセルの組合せで任意の色が発光可能である。

実際の画素回路は、図２０の回路を基本に、補償用ＴＦＴや補償回路、キャパシタなど、有機ＥＬ素子を駆動する全ての回路が含まれていても良い。また電源線１８１、ゲート線１８２、データ線１８３の配置は一例であり、それぞれ垂直配線と水平配線のどちらに適用されても良い。本発明を適用することにより、これら垂直配線及び水平配線が貫通電極を介して基板裏面から取り出され、アクティブ・マトリクス回路を多分割駆動することができる。

本発明によれば、アクティブ・マトリクス回路を多分割駆動でき、貫通電極を利用してそれぞれの回路領域の近傍から電気信号を供給できる。このため、配線による電圧降下が少なくなるから、基板表面の配線幅を狭くすることが可能であり、ディスプレイの画素電極１９２を大きくする（画素の開口率を向上させる）ことができる。

また本発明の多分割駆動ディスプレイは、パッシブ・マトリクス駆動に適用することも可能である。

また、本発明は表示部を除いた画素回路部分のみ形成し、表示パネルに貼り付けるタイプのディスプレイにも適用できる。タイル型ディスプレイを含む多分割駆動ディスプレイのいかなる構成にも適用可能である。

本発明は周波数６０Ｈｚ以上のフレームレートにも対応することができ、１２０Ｈｚ、２４０Ｈｚ、４８０Ｈｚ駆動など、高フレームレートのディスプレイへの適用が可能である。また多画素化にも有利であり、通常のハイビジョン（ＨＤＴＶ)は勿論のこと、４Ｋディスプレイや８Ｋスーパーハイビジョンなど、更なる高精細ディスプレイなど、超高精細ディスプレイにも有用である。

さらに、本発明の多分割駆動ディスプレイを用いて、表示装置を構成することができる。本発明の表示装置は、貫通電極により裏面から信号を供給する多分割駆動で動作することができ、高画質で低消費電力の表示装置を実現することが可能である。

本発明を諸図面や実施例に基づき説明してきたが、当業者であれば本開示に基づき種々の変形や修正を行うことが容易であることに注意されたい。したがって、これらの変形や修正は本発明の範囲に含まれることに留意されたい。

１００ 単位構造
１０１ 垂直配線接続用単位構造
１０２ 水平配線接続用単位領域
１１０ 基板
１２０ 貫通電極
１３０ 下地電極
１４０ 絶縁膜
１５０ 垂直配線
１６０ 水平配線
１７０ 貫通ビア
２００〜２０５ 最小駆動領域
２１０ 単位領域
２５０，２６０ 最小駆動領域
３００〜３０２，３３０ 複合ブロック
４００ 分割領域
４１０ 最小駆動領域
４２０〜４４０ 拡張領域
５００ ディスプレイ
５１０ 分割駆動パネル

Claims (6)

1. 表示エリアを分割して駆動する多分割駆動ディスプレイにおいて、
   分割された表示エリアは、基板を貫通する貫通電極によりディスプレイの裏面から基板表面側の配線に電気信号が供給され、少なくとも、領域内の全ての配線が当該領域内の前記貫通電極のいずれかと接続するように構成された駆動領域を備えており、
   前記駆動領域は、第１の方向に伸びるｍ本の第１方向配線及び前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びるｎ本の第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と電気的に接続する前記貫通電極を備えた単位領域を組み合わせて構成されてなり、前記単位領域が第１の方向にｍ×(ｎ＋１)個、第２の方向に(ｎ＋１)個、並ぶ配列を含んでいることを特徴とする、多分割駆動ディスプレイ。
2. 表示エリアを分割して駆動する多分割駆動ディスプレイにおいて、
   分割された表示エリアは、基板を貫通する貫通電極によりディスプレイの裏面から基板表面側の配線に電気信号が供給され、少なくとも、領域内の全ての配線が当該領域内の前記貫通電極のいずれかと接続するように構成された駆動領域を備えており、
   前記駆動領域は、第１の方向に伸びるｍ本の第１方向配線及び前記第１の方向と交差する第２の方向に伸びるｎ本の第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と電気的に接続する前記貫通電極を備えた単位領域を組み合わせて構成されてなり、前記単位領域が第１の方向に(ｍ＋１)個、第２の方向にｎ×(ｍ＋１)個、並ぶ配列を含んでいることを特徴とする、多分割駆動ディスプレイ。
3. 請求項１又は２に記載の多分割駆動ディスプレイにおいて、前記単位領域は、前記貫通電極と、前記基板上に形成された下地電極と、前記下地電極上に積層された絶縁膜と、前記絶縁膜の上部に形成された前記第１方向配線及び前記第２方向配線と、前記第１方向配線または前記第２方向配線の少なくとも１本と前記下地電極とを接続する前記絶縁膜を貫通する開口部または貫通ビアとを有することを特徴とする、多分割駆動ディスプレイ。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多分割駆動ディスプレイにおいて、前記第１方向配線または前記第２方向配線が、電源線、ゲート線、データ線を含み、表示部に有機ＥＬ素子を用いることを特徴とする多分割駆動ディスプレイ。
5. 請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多分割駆動ディスプレイにおいて、表示のフレームレートが120Hz以上であることを多分割駆動ディスプレイ。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多分割駆動ディスプレイを用いた表示装置。

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