JP2017531816A - 垂直ゲート線延伸部及び最小化された枠を有するディスプレイ - Google Patents

垂直ゲート線延伸部及び最小化された枠を有するディスプレイ Download PDF

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Abstract

ディスプレイは、行列に配置された画素のアレイを有し得る。各画素は、その画素と関連付けられる出力光量を制御するためのトランジスタを有し得る。トランジスタは、アクティブ領域、第１及び第２ソース−ドレイン端子、並びにゲートを有する薄膜トランジスタであり得る。ゲート線は、各行内のトランジスタのゲートにゲート制御信号を分配するために用いられ得る。ゲート線と垂直に走るデータ線は、画素の列に沿って画像データを分配するために用いられ得る。ゲート線は、データ線と平行に走るゲート線延伸部に接続してもよい。データ線はそれぞれ、ゲート線延伸部のうちの対応する１つと重畳し得る。ゲート線延伸部をゲート線に接続するのにビアを用いてもよい。ゲート線延伸部は全て同じ長さを有し得る。

Description

本出願は、広くは電子デバイスに関し、より具体的には、ディスプレイを有する電子デバイスに関する。
電子デバイスは、多くの場合、ディスプレイを含む。例えば、セルラー電話機及びポータブルコンピュータは、多くの場合、ユーザに情報を呈示するためのディスプレイを含む。
液晶ディスプレイは、液晶材料の層を含む。液晶ディスプレイ内の画素は、薄膜トランジスタと、液晶材料に電界を印加するための電極と、を含む。画素内の電界の強さは液晶材料の偏光状態を制御し、それによって画素の輝度を調整する。
カラーフィルタ層及び薄膜トランジスタ層などの基板層が、液晶ディスプレイに用いられる。組み立てられたディスプレイでは、液晶材料の層は薄膜トランジスタ層とカラーフィルタ層との間に挟まれている。カラーフィルタ層は、赤、青、及び緑色素子などのカラーフィルタ素子のアレイを含み、ディスプレイにカラー画像を表示する能力を提供するために用いられる。薄膜トランジスタ層は、画素のアレイのための薄膜トランジスタを形成する薄膜トランジスタ回路を含む。画素は、連続する画像フレーム間のデータ値を記憶するためのコンデンサを含む。
画素のアレイには、垂直データ線を用いてデータがロードされる。ゲート線と呼ばれる水平制御線は、画素がデータ線上に提供されるデータを表示するように、アレイ内の画素の回路を制御するために用いられる。典型的な構成では、各ゲート線は画素の対応する列と関連付けられる。画像データのフレームは、データの列がデータ線から表示画素にロードすることができるように、それぞれのゲート線を順番にディスプレイにアサートすることで表示されてもよい。
ゲート線上の信号は、ゲートドライバ回路によって生成される。ゲートドライバ回路は、薄膜トランジスタ層の左端と右端に沿って走る薄膜トランジスタ回路のブロックを用いて実装してもよく、それによって左端と右端の最小サイズを制限してもよい。
有機発光ダイオードディスプレイなどの他のディスプレイの種類もまた、垂直データ線及び水平制御線を有する。有機発光ダイオードディスプレイ内の画素は光を生成する発光ダイオードを含み、発光ダイオードによって生成される光量を制御する薄膜トランジスタを含む。垂直のデータ線は画素にデータを分配するために用いられてもよく、水平の制御線は垂直のデータ線からのデータを、発光ダイオードの出力を制御する駆動トランジスタのゲートにロードするのを制御してもよい。この種のディスプレイはまた、その端に沿って薄膜トランジスタ回路のブロックを有してもよい。
美的理由、及び電子デバイス内の空間を節約するために、ディスプレイの枠を最小化することが望ましい場合がある。ディスプレイの端に沿って薄膜ドライバ回路が存在することは、ディスプレイについて得られる最小の枠の大きさを制限する。気にすることがなければ、ディスプレイは所望よりも大きな非アクティブな枠を有することになる。
従って、最小化された枠を有するディスプレイなど、電子デバイスのために改善されたディスプレイを提供可能とすることが望ましいであろう。
ディスプレイは、行列に配置された画素のアレイを有し得る。各画素は、その画素に関連付けられる光量を制御するためのトランジスタを有し得る。トランジスタは、アクティブ領域、第１及び第２ソース−ドレイン端子、並びにゲートを有する薄膜トランジスタであり得る。
水平及び垂直の線などの信号線を、画素を制御してディスプレイ上に画像を表示するために用い得る。信号線は、水平に延伸するゲート線と、垂直に延伸するデータ線と、垂直に延伸するゲート線延伸部とを備え得る。
ゲート線は、各行内のトランジスタのゲートにゲート制御信号を分配するために用いられ得る。データ線はゲート線と垂直に走ってもよく、画素の列に沿って画像データを分配するために用いられ得る。ゲート線延伸部はゲート線に接続され得て、データ線と平行に走り得る。
データ線はそれぞれ、ゲート線延伸部のうちの対応する１つと重畳し得る。誘電体の層が、ゲート線延伸部と重畳するデータ線との間に介在し得る。ゲート線延伸部をゲート線に接続するのにビアを用いてもよい。ゲート線延伸部は全て同じ長さを有し得る。
トランジスタは液晶ディスプレイ内の液晶層に電界を印加する電極に接続され得る、又は画素を含有するディスプレイは他の種類のディスプレイ技術（例えば、有機発光ダイオードディスプレイ技術、電気泳動ディスプレイ技術など）に基づいてもよい。
一実施形態に係る、ディスプレイを有するラップトップコンピュータなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。
一実施形態に係る、ディスプレイを有する携帯型電子デバイスなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。
一実施形態に係る、ディスプレイを有するタブレットコンピュータなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。
一実施形態に係る、ディスプレイ構造を有するコンピュータディスプレイなどの例示的な電子デバイスの斜視図である。
一実施形態に係る、例示的なディスプレイの断側面図である。
一実施形態に係る、ディスプレイ内の画素のアレイの一部の上面図である。
一実施形態に係る、垂直ゲート線延伸部及び水平ゲート線を有する例示的な表示画素アレイの上面図である。
一実施形態に係る、画素の近傍での垂直ゲート線延伸部と水平ゲート線との間の例示的な接点のレイアウト図である。
一実施形態に係る、ディスプレイ内の例示的な構造の断側面図である。
一実施形態に係る、ディスプレイ内の例示的な構造の別の断側面図である。
電子デバイスはディスプレイを含んでよい。ディスプレイを使用してユーザに画像を表示できる。ディスプレイを設けることができる例示的な電子デバイスを図１、図２、図３、及び図４に示す。
図１は電子デバイス１０が、どのようにキーボード１６及びタッチパッド１８などの構成要素を備える上部筐体１２Ａ及び下部筐体１２Ｂを有するラップトップコンピュータの形状を有し得るかを示す。デバイス１０は上部筐体１２Ａが下部筐体１２Ｂに対して回転軸２４を中心に方向２２へ回転することを可能にするヒンジ構造２０を有し得る。ディスプレイ１４は上部筐体１２Ａ内に搭載されてよい。ディスプレイ筐体又は蓋と称されることもあり得る上部筐体１２Ａは上部筐体１２Ａを回転軸２４中心に下部筐体１２Ｂに向かって回転することにより閉位置に置かれてもよい。
図２は電子デバイス１０がどのように携帯電話、音楽プレーヤー、ゲーミングデバイス、ナビゲーションユニット又はその他の小型デバイスなどの携帯用デバイスであり得るかを示す。デバイス１０のこの種の構成において、筐体１２は対向する前側及び後側表面を有し得る。筐体１２の正面にディスプレイ１４を搭載することができる。所望であれば、ディスプレイ１４は、ボタン２６などの部品のための開口部を有してもよい。開口部は、また、スピーカポート（例えば、図２のスピーカポート２８を参照）に適合するようにディスプレイ１４内に形成されてもよい。
図３は電子デバイス１０がどのようにタブレットコンピュータであり得るかを示す。図３の電子デバイス１０内において筐体１２は対向する平面の前側及び後側表面を有し得る。ディスプレイ１４を筐体１２の前面に搭載することができる。図３に示すように、（一例として）ボタン２６に適合するように、ディスプレイ１４は開口部を有し得る。
図４は電子デバイス１０がどのようにコンピュータディスプレイ又はコンピュータディスプレイと一体化されるコンピュータであり得るかを示す。この種の構成では、デバイス１０のための筐体１２は、スタンド２７などの支持構造上に載置され得る、又はスタンド２７は省略され得る（例えば、デバイス１０を壁に掛けるため）。筐体１２の正面にディスプレイ１４を搭載することができる。
図１、図２、図３、及び図４に示すデバイス１０の例示的構成は単なる例示にすぎない。一般に、電子デバイス１０はラップトップコンピュータ、組込み型コンピュータを含むコンピュータモニタ、タブレットコンピュータ、携帯電話、メディアプレーヤ、又はその他のハンドヘルド型若しくはポータブル電子デバイス、腕時計型デバイス、ペンダント型デバイス、ヘッドホン型若しくはイヤホン型デバイスなどの小さめのデバイス又はその他の着用可能な若しくはミニチュアデバイス、組込み型コンピュータを含まないコンピュータディスプレイ、ゲーミングデバイス、ナビゲーションデバイス、ディスプレイを有する電子装置をキオスク又は自動車に搭載するシステムなどの組込みシステム、２つ又はそれ以上のこれらのデバイスの機能を実装する装置、又はその他の電子装置であってもよい。
ケースと称されることもあるデバイス１０の筐体１２はプラスチック、ガラス、セラミックス、炭素繊維複合材及びその他の繊維系複合材、金属（例えば、加工されたアルミニウム、ステンレス鋼又はその他の金属）、その他の材料又はこれらの材料の組み合わせなどの材料で形成することも可能である。筐体１２の大部分又は全てが単一の構造要素（例えば、一片の加工された金属又は一片の成形プラスチック）から形成されている単一本体構造を用いてデバイス１０を形成してよく、又は複数の筐体構造体（例えば、内部フレーム要素又はその他の内部筐体構造体に搭載されている外部筐体構造体）から形成されてよい。
ディスプレイ１４はタッチセンサを含むタッチセンシティブディスプレイであってもよく、又はタッチに反応しなくてもよい。ディスプレイ１４のタッチセンサは容量性タッチセンサ電極のアレイ、抵抗性タッチアレイ、音響タッチ、光学式タッチ若しくは感圧式タッチ技術に基づくタッチセンサ構造体又はその他の好適なタッチセンサコンポーネントから形成されてよい。
デバイス１０のディスプレイ１４は、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）部品、有機発光ダイオード、又はその他の好適な画素構造から形成される表示画素を含む。本明細書では時々、液晶ディスプレイに基づく構成を一例として記載する。
ディスプレイカバー層はディスプレイ１４の表面又はカラーフィルタ層などのディスプレイ層をカバーしてよく、又はディスプレイのその他の部分はディスプレイ１４内の最も外側の（又はほぼ最も外側の）層として用いてもよい。最も外側のディスプレイ層は、透明なガラス板、透明なプラスチック層又は他の透過な部材から形成することができる。
デバイス１０のディスプレイ１４についての（例えば、図１、図２、図３、図４のデバイス又はその他の好適な電子デバイスのディスプレイ１４についての）例示的な構成の断側面図を図５に示す。図５に示すように、ディスプレイ１４は、バックライト４４を生成するためのバックライトユニット４２などのバックライト構造体を含むことができる。動作中に、バックライト４４が（図５の配向においてＺ次元に垂直上向きに）外側へ進み、ディスプレイ層４６内の表示画素構造体を通過する。これはユーザが見るために表示画素により生成されている任意の画像を照らす。例えば、バックライト４４は方向５０のビューア４８により見られているディスプレイ層４６上の画像を照らすことができる。
筐体１２内に搭載するためのディスプレイモジュールを形成するために、ディスプレイ層４６をプラスチックシャーシ構造体及び／又は金属シャーシ構造体などのシャーシ構造体に搭載することができ、又はディスプレイ層４６を（例えば、ディスプレイ層４６を筐体１２内の凹部分に積層することにより）筐体１２内に直接搭載することができる。ディスプレイ層４６は液晶ディスプレイを形成でき、又はその他の種類のディスプレイを形成するのに用いることもできる。
ディスプレイ層４６が液晶ディスプレイを形成するのに用いられる構成において、ディスプレイ層４６は、液晶層５２などの液晶層を含んでもよい。液晶層５２をディスプレイ層５８及び５６などのディスプレイ層の間に挟むことができる。層５６及び５８は下部偏光子層６０と上部偏光子層５４の間に挟入されてもよい。
層５８及び５６はガラス又はプラスチックのクリア層などの透明基板層から形成されてよい。層５６及び５８は薄膜トランジスタ層及び／又はカラーフィルタ層などの層であってもよい。（例えば、薄膜トランジスタ層及び／又はカラーフィルタ層を形成するために）導電性配線、カラーフィルタ素子、トランジスタ並びにその他の回路及び構造体は層５８及び５６の基板上に形成してよい。タッチセンサ電極は、また、層５８及び５６などの層の中に組み込まれてもよく、及び／又はタッチセンサ電極はその他の基板上に形成してよい。
１つの例示的な構成では、層５８は、薄膜トランジスタに基づく画素回路のアレイと、液晶層５２に電界を印加してディスプレイ１４上に画像を表示するための関連する電極（表示画素電極）とを備える薄膜トランジスタ層であってもよい。層５６はカラー画像を表示する能力を有するディスプレイ１４を提供するためのカラーフィルタ素子のアレイを含むカラーフィルタ層であってもよい。所望する場合、層５８はカラーフィルタ層であってもよく、層５６は薄膜トランジスタ層であってもよい。共通基板層上でカラーフィルタ素子が薄膜トランジスタ構造と組み合わされる構成もまた、用いることができる。
デバイス１０内のディスプレイ１４の動作中に、制御回路（例えば、プリント回路上の１つ以上の集積回路）を使用して、ディスプレイ１４上に表示される情報（例えば、表示データ）を生成してもよい。表示される情報は（一例として）プリント回路６４などのリジッド又はフレキシブルプリント回路内の導電性金属トレースから形成される信号経路などの信号経路を用いて、回路６２Ａ又は６２Ｂなどのディスプレイドライバ集積回路に伝達されてもよい。
バックライト構造４２は導光板７８などの導光板を含んでもよい。導光板７８は、クリアガラス又はプラスチックなどの透明材料から形成することができる。バックライト構造４２の動作中に、光源７２などの光源は光７４を発生させることができる。光源７２は、例えば、発光ダイオードのアレイであってもよい。
光源７２からの光７４を導光板７８のエッジ面７６に接続してよく、全内部反射の原理により導光板７８全体を通して次元Ｘ及びＹに配光されてもよい。導光板７８はピット又はバンプなどの光散乱機構を含んでもよい。光散乱機構は導光板７８の上部表面上に及び／又は対向する下部表面上に配置されてもよい。光源７２は、図５に示すように導光板７８の左に配置されてもよく、導光板７８の右端及び／又は導光板７８の他の端に沿って配置されてもよい。
導光板７８から方向Ｚに上向きに散乱する光７４はディスプレイ１４のバックライト４４として機能してもよい。下向きに散乱する光７４はリフレクタ８０により上向きの方向に反射されて戻ってくることができる。リフレクタ８０は、白色プラスチック又はその他の光る材料の層などの反射材料から形成することができる。
バックライト構造４２のバックライト性能を高めるために、バックライト構造４２は光学フィルム７０を含んでもよい。光学フィルム７０はバックライト４４を均質化するのに役立つ拡散層を含んでもよく、それによってホットスポット、軸外視聴を強化するための補償フィルム及びバックライト４４をコリメートするための輝度向上フィルム（また、回転フィルムと称されることもある）を減らす。光学フィルム７０は導光板７８及びリフレクタ８０などのバックライトユニット４２内のその他の構造体に重畳し得る。例えば、導光板７８が図５のＸ−Ｙ平面に長方形の設置面積を有する場合、光学フィルム７０及びリフレクタ８０は適合する長方形の設置面積を有し得る。
図６に示すように、ディスプレイ１４は、画素アレイ９２などの画素のアレイ９０を備え得る。画素アレイ９２は、ディスプレイドライバ回路によって生成される制御信号を用いて制御され得る。ディスプレイドライバ回路は、１つ以上の集積回路（ＩＣ）及び／又は薄膜トランジスタ若しくはその他の回路によって実装され得る。
デバイス１０の動作中に、メモリ回路、マイクロプロセッサ、並びに他の記憶及び処理回路などのデバイス１０内の制御回路が、ディスプレイドライバ回路にデータを提供し得る。ディスプレイドライバ回路は、画素アレイ９２の画素９０を制御するためにデータを信号に変換してもよい。
画素アレイ９２は、画素９０の行列を含んでもよい。画素アレイ９２の回路（即ち、画素９０のための画素回路の行列）は、データ線Ｄ上のデータ線信号及びゲート線Ｇ上のゲート線信号などの信号を用いて制御され得る。データ線Ｄ及びゲート線Ｇは直交する。例えば、データ線Ｄは垂直に延伸し得て、ゲート線Ｇは水平（即ち、データ線Ｄに対して垂直）に延伸し得る。
画素アレイ９２内の画素９０は、薄膜トランジスタ回路（例えば、ポリシリコントランジスタ回路、アモルファスシリコントランジスタ回路、ＩｎＧａＺｎＯトランジスタ回路などの半導体酸化物トランジスタ回路、他のシリコン又は半導体酸化物トランジスタ回路など）及びディスプレイ１４内の液晶層５２に亘って電界を生成するための関連する構造を備えてもよい。各表示画素は、１つ以上の薄膜トランジスタを有してもよい。例えば、各表示画素は、液晶層５２の対応する画素サイズ部分５２'への電界の印加を制御するために、薄膜トランジスタ９４などの対応する薄膜トランジスタを有してもよい。
画素９０を形成するのに用いられる薄膜トランジスタ構造は、ガラスの層などの薄膜トランジスタ基板上に配置されてもよい。薄膜トランジスタ基板及び薄膜トランジスタ基板の表面に形成される表示画素９０の構造はまとめて薄膜トランジスタ層５８を形成する（図５）。
ゲート線Ｇ上にゲート信号を生成するために、ゲートドライバ回路を用いてもよい。ゲートドライバ回路は薄膜トランジスタ層上の薄膜トランジスタから形成されてもよく、又は個別の集積回路に実装されてもよい。ディスプレイ１４の非アクティブの枠（例えば、右及び左の枠）の最小化を補助するために、ゲートドライバ回路をディスプレイ１４の上端及び／又は下端に沿って配置してもよい。データ線の下を走る垂直ゲート線延伸部は、そうすることで、ディスプレイ１４内で水平に延伸するゲート線にゲート信号を分配するゲート信号分配経路として作用し得る。
画素アレイ９２内のデータ線Ｄ上のデータ線信号は、アナログ画像データ（例えば、画素の輝度レベルを表す大きさを有する電圧）を送る。ディスプレイ１４に画像を表示する処理中に、ディスプレイドライバ集積回路又はその他の回路は制御回路からデジタルデータを受信してもよく、対応するアナログデータ信号を生成してもよい。アナログデータ信号は逆多重化されてデータ線Ｄに提供されてもよい。
データ線Ｄ上のデータ線信号は、画素アレイ９２内の表示画素９０の列に分配される。ゲート線Ｇ上のゲート線信号は、関連するゲートドライバ回路によって画素アレイ９２内の画素９０の行に提供される。
ディスプレイ１４の回路は導電性構造体（例えば、インジウムスズ酸化物などの透明導電性材料から形成される金属線及び／又は構造体）から形成されてもよく、ディスプレイ１４の薄膜トランジスタ基板層上に形成される図６のトランジスタ９４などのトランジスタを備えてもよい。薄膜トランジスタは、例えば、シリコン薄膜トランジスタ又は半導体酸化物薄膜トランジスタであってもよい。
図６に示すように、画素９０などの画素は、アレイ９２内の各ゲート線Ｇ及びデータ線Ｄの交点に配置されてもよい。各データ線Ｄ上のデータ信号は、データ線のうちの１つから端子９６に供給されてもよい。薄膜トランジスタ９４（例えば、薄膜ポリシリコントランジスタ又はアモルファスシリコントランジスタ）は、ゲート線Ｇ上のゲート線制御信号を受信するゲート９８などのゲート端子を有してもよい。ゲート線制御信号がアサートされると、トランジスタ９４はオンになり、端子９６でのデータ信号は電圧Ｖｐとしてノード１００に渡される。ディスプレイ１４のためのデータはフレームで表示されてもよい。各行にて、その行の画素にデータ信号を渡すためにゲート線信号がアサートされた後に、ゲート線信号はディアサートされてもよい。次の表示フレームでは、各行のためのゲート線信号はまた、トランジスタ９４をオンにするためにアサートされ、Ｖｐの新しい値をキャプチャしてもよい。
画素９０は、コンデンサ１０２などの信号記憶素子又は他の電荷蓄積素子を有してもよい。蓄積コンデンサ１０２を、フレームとフレームとの間（即ち、連続するゲート信号のアサートの間の時間期間内）の画素９０内に信号Ｖｐを蓄積するために用いてもよい。
ディスプレイ１４はノード１０４に接続される共通電極を有してもよい。共通電極（時々、Ｖｃｏｍ電極又はＶｃｏｍ端子と称される）は、共通電極電圧Ｖｃｏｍなどの共通電極電圧をアレイ９２の各画素９０内のノード１０４などのノードに分配するために用いてもよい。図６の例示的な電極パターン１０４'にて示すように、Ｖｃｏｍ電極１０４はインジウムスズ酸化物などの透明導電性材料のブランケットフィルム、及び／又は透明となるように十分に薄い金属の層を用いて実装されてもよい（例えば、電極１０４はアレイ９２における画素９０を全て被覆するインジウムスズ酸化物の層から形成されてもよい）。
各画素９０では、コンデンサ１０２がノード１００及び１０４の間に接続されてもよい。並列容量（時々、容量ＣＬＣと称される）が、画素の液晶材料（液晶材料５２'）を通して電界を制御するために用いられる画素９０内の電極構造によって、ノード１００及び１０４に亘って生じる。図６に示すように、電極構造１０６（例えば、液晶材料５２'に電界を印加するための複数のフィンガを有する表示画素電極又は他の表示画素電極）は、ノード１００に接続されてもよい（又はノード１０４にて複数フィンガの表示画素電極が形成されてもよい）。液晶材料５２'に亘る容量ＣＬＣは、ノード１０４での、電極構造１０６と共通電極Ｖｃｏｍとの間の容量に関連付けられる。動作中、電極構造１０６は、画素９０内の画素の大きさを有する液晶材料５２'に亘って、制御された電界（すなわち、Ｖｐ−Ｖｃｏｍに比例する規模を有する電界）を印加するために用いてもよい。蓄積コンデンサ１０２及び材料５２'の容量ＣＬＣが存在することによって、Ｖｐの値（及び、それによって液晶材料５２'に亘る関連する電界）は、フレームの持続期間についてノード１０６及び１０４に亘って維持され得る。
液晶材料５２'に亘って生成される電界は、液晶材料５２'内の液晶の向きに変化を生じさせる。これは、液晶材料５２'を透過する光の偏光を変化させる。この偏光の変化は、図５の偏光子６０及び５４と併せて、ディスプレイ１４のアレイ９２内の各画素９０を透過する光４４の量を制御するために用いてもよい。
図７に示すように、ディスプレイ１４は表示画素９０の表示画素アレイ９２を含むアクティブ領域ＡＡを有し得る。ディスプレイ１４はまた、左及び右非アクティブ領域ＩＡ、上部非アクティブ枠ＩＡＵ、並びに下部非アクティブ枠ＩＡＬなどの、非アクティブの枠領域を有してもよい。上端非アクティブ領域ＩＡＵ並びに左及び右非アクティブ領域ＩＡの大きさは、下部非アクティブ領域ＩＡＬ内のディスプレイ１４の下端に沿ってディスプレイドライバ回路１２６を配置することで、最小化することができる。デバイス１０では、下端非アクティブ領域ＩＡＬは、ディスプレイカバー層の下側に不透明なマスキング材料の層又は他の好適な光遮断構造を用いることで、視界から隠してもよい。
ディスプレイドライバ回路１２６は、ディスプレイドライバ回路１２４とゲートドライバ回路１２２とを含み得る。回路１２６は、薄膜トランジスタ層５８上に１つ以上の集積回路及び／又は薄膜トランジスタ回路を用いて形成してもよい。
ディスプレイドライバ回路１２４はディマルチプレクシング回路及び列ドライバ（ソースドライバ回路）を、対応する垂直に延伸するデータ線Ｄ（又は図７の向きに対して９０°回転されるディスプレイ１４のバージョンの水平線）にデータ信号を供給するために備えてもよい。ゲートドライバ回路１２２は、垂直線１２０にゲート制御信号（時々、ゲート信号、ゲート線信号、又は画素制御信号と称される）を供給してもよい。領域ＩＡＬは、ディスプレイ１４の下端の中心に位置する回路１２６から信号を線１２０及びＤに送るために広がる線、又は回路１２６から線１２０及び線Ｄに相互接続するために用いられ得る分配経路の他のパターンを備えてもよい。
線１２０などの垂直に延伸する線は、時々、垂直延伸ゲート線延伸部又は垂直延伸ゲート信号配線と称され得る。線１２０はゲート線信号を、ゲートドライバ回路１２２から対応する接続点１２８に伝える。接続点１２８は、ビア（例えば、金属ビア）又は垂直線１２０を水平ゲート線Ｇに接続する他の電気接続構造から形成されてもよい。図７に示すように、ディスプレイ１４には画素９０の各行に単一の接続点１２８があってもよく、各接続点１２８は、対応する垂直線１２０から対応する水平ゲート線Ｇに接続するために用いられてもよい。
接続点１２８は、図７の例に示すように、ディスプレイ１４の左上角からディスプレイ１４の右下角に延伸する対角線パターンに構成されてもよい。他のパターンを用いてもよい（例えば、左下から右上への対角線パターン、接続点１２８が線に構成されていないパターンなど）。好ましくは、画素９０の各列（例えば、列Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、．．．を参照）が単一の垂直線１２０と、その列と交差する単一のゲート線Ｇとの間での単一の接続を含むように、各垂直線１２０は単一の対応するゲート線Ｇに接続される。
図７に示す種の構成では、ゲートドライバ回路１２２及び他のディスプレイドライバ回路は、ディスプレイ１４の左、右、及び上端から離れて配置されてもよく、非アクティブ枠に関連する端（又は少なくとも右及び左端）が最小化されることを許容する。その接続点１２８上に位置する各垂直に延伸する線１２０の「ダミー」部分は、ゲート信号が既に、接続点１２８の下にある垂直線１２０の部分から垂直線Ｇに接続点１２８で送られているために、ゲート信号を送る必要がない。それでもなお、このダミー部分を各線１２０の上部に含めて、各線１２０に関連付けられる寄生容量Ｃの量が同一であることを確認するのが好ましいであろう。全ての垂直線１２０を同じ長さで構成し、それによって各線１２０の容量が確実に同じとすることで、各線１２０（及びその取り付けられたゲート線Ｇ）の切替時間は同じになる。このことによって、回路１２２内のゲートドライバ回路を全て同一の設計を用いて構成することが可能となる。
図７の接続点１２８を形成するために、任意の好適な相互接続構造を用いてもよい。図８は、図７の画素９０の所定の一つと関連付けられる相互接続構造と、薄膜トランジスタ層５８上の接続１２８の例示的なセットの上面図である。図８に示すように、データ線Ｄはディスプレイ１４を垂直に横切って走ってもよい。図８の画素９０などの画素は、データ線Ｄと各ゲート線Ｇとの交点に配置され得る。各画素９０は、画素電極１０６（例えば、画素９０と関連付けられる液晶内に電界を生成するための、フィンガを有する電極）を含んでもよい。各画素９０はまた、電極１０６上の電圧を制御するためのトランジスタ９４を含んでもよい。トランジスタ９４のアクティブ領域１３０は、半導体（例えば、シリコン、半導体酸化物など）から形成されてもよい。ゲート線突起Ｇ"がアクティブ領域１３０と重畳し、トランジスタ９４のためのゲートとして作用する。データ線Ｄの部分１３２はアクティブ領域１３０と接続し、トランジスタ９４のための第１のソース−ドレイン端子（例えば、ドレイン端子）を形成する。金属パッド１４６の部分１３４はアクティブ領域１３０の反対側の端と重畳し、トランジスタ９４のための第２のソース−ドレイン端子（例えば、ソース端子）を形成する。金属１４６は電極１０６に、ビア１３６を介して接続されてもよい。
垂直に延伸する線１２０はデータ線Ｄと平行に走ってもよい。図８に示すように、線１２０は、所望であれば、線１２０と重畳してもよい（例えば、線１２０は重畳するデータ線Ｄの下を走ってもよい）。この種の構成は、線１２０をディスプレイ１４に含めることで遮蔽される光の量を減少させる助けとなる。各線１２０は、突起Ｇ'などのゲート線Ｇにおける対応する突起と重畳する、突起１２０'などの突起を有し得る。接続点１２８は突起１２０'を突起Ｇ'に接続し、それによって線１２０を線Ｇに接続するビアから形成されてもよい。電極１０６はトランジスタ９４に、ビア１３６と金属１４６を用いて接続されてもよい。
図９では、図８の画素９０の構造を図８のマイナスＹ方向から見た断側面図を示す。図９に示すように、トランジスタ９４はアクティブ領域１３０の下に、ゲート線突起Ｇ"から形成されるゲートを有する。ゲート絶縁体１５４が、アクティブ領域１３０をゲートＧ"から分離する。ゲートＧ"は、基板１５０上に、誘電体１５２などのパッシベーション層の上に形成されてもよい。誘電体層１５６及び１５８は、トランジスタ９４の上のパッシベーション層として作用してもよい。基板１５０は、ガラス、プラスチック、又はその他の基板材料から形成することができる。層１５２、１５４、１５６、及び／又は１５８は透明な無機材料（酸化物、窒化物など）から形成されてもよく、透明な有機材料（例えば、写真画像形性ポリマーなどのポリマー）から形成されてもよく、透明な写真画像形成又は非写真画像形成塗布ガラス材料から形成されてもよく、及び／又はその他の透明な誘電体材料から形成されてもよい。塗布ガラス材料などの材料は、良好な熱安定性、低誘電率、及び十分な平坦化能力を示し得る。所望であれば、他の誘電体を使用してもよい。例えば、ゲート絶縁層１５４は、シリコン酸化物及び／又はシリコン窒化物若しくはその他の無機誘電体材料を含む無機層から形成されてもよい。
データ線Ｄの部分１３２はトランジスタ９４のための第１のソース−ドレイン端子を形成し、金属層１４６の部分１３４はトランジスタ９４のための第２のソース−ドレイン端子を形成する。ビア１３６は金属１４６を電極フィンガ１０６に接続する。Ｖｃｏｍ層１０４（例えば、図６の層１０４'などのブランケットインジウムスズ酸化物層）は電極１０６の下に位置し、誘電体１５８によって電極１０６から分離される。接続１２８は、垂直線１２０の突起１２０'をゲート線Ｇの突起Ｇ'に接続する金属ビアから形成される。
図１０は、方向Ｘから見た、図８の画素構造の断側面図である。
所望であれば、ディスプレイ１４は図１４の向きに対して回転された位置を向いていてもよい（例えば、線Ｇは垂直に延伸し、線１２０及び線Ｄは水平に延伸してもよい）。図７の向きは、単なる例示にすぎない。
液晶ディスプレイのコンテキストで時々説明されるが、垂直に延伸するゲート線経路は有機発光ダイオードディスプレイ及びその他のディスプレイにて用いられてもよい（この場合、ゲート線は時々、画素制御線、走査線、発光イネーブル制御線などと称され得る）。このようなディスプレイでは、画素の各行に２つ以上の水平に延伸する制御線があってもよく、よって、表示画素の各列に２つ以上の垂直に延伸する制御線延伸部があってもよい。
行よりも列が少ないアレイでは、複数の垂直に延伸する線が画素の各列に設けられてもよい。例えば、所定の列では２つのゲート線延伸部があってもよく、一方は第１の行のゲート線に接続され、他方が第２の行のゲート線に接続されてもよい。列よりも行が少ないアレイでは、全ての列がゲート線延伸部を含む必要はない（即ち、いくつかの列は、ディスプレイ１４の使用中に駆動されないダミーのゲート線延伸部を有してもよい、又はゲート線延伸部を省略してもよい）。
実施形態によれば、行列に整列された画素のアレイと、複数の水平に延伸するゲート線であって、複数のゲート線のそれぞれが画素の行のうちの対応する１つと関連付けられる、複数のゲート線と、複数の垂直に延伸するデータ線であって、複数のデータ線のそれぞれが画素の列のうちの対応する１つと関連付けられる、複数のデータ線と、複数の垂直に延伸するゲート線延伸部であって、複数のゲート線延伸部のそれぞれが画素の列のうちの対応する１つと関連付けられ、複数のゲート線延伸部のそれぞれが対応する１つの水平に延伸するゲート線と接続して、ゲート線信号が垂直に延伸するゲート線延伸部から水平に延伸するゲート線に提供される、複数のゲート線延伸部と、を備えるディスプレイを提供する。
別の実施形態によれば、ディスプレイは４つの端を有する基板と、４つの端のうちの所定の１つに沿って搭載されるディスプレイドライバ回路とを備え、ディスプレイドライバ回路はデータ線に画像データ信号を供給し、垂直に延伸するゲート線延伸部にゲート線信号を供給する。
別の実施形態によれば、基板はガラス層を備え、ディスプレイドライバ回路はガラス層上に少なくともいくつかの薄膜トランジスタ回路を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイドライバ回路はゲートドライバ回路を備え、ゲートドライバ回路はゲート線信号を垂直に延伸するゲート線延伸部に供給する。
別の実施形態によれば、ディスプレイは追加基板と、基板と追加基板との間に液晶材料の層と、を備える。
別の実施形態によれば、各画素は薄膜トランジスタを備える。
別の実施形態によれば、各画素は液晶材料の層の一部に電界を供給する電極を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイは画素の各行にビアを備え、各垂直に延伸するゲート線延伸部は、ビアのうちの対応する１つを用いて、対応する水平に延伸するゲート線と接続される。
別の実施形態によれば、画素の各行における水平に延伸するゲート線は、当該行内のビアに接続されるゲート線突起を有する。
別の実施形態によれば、各ビアは列のうちの１つに配置され、各列内の垂直に延伸するゲート線延伸部は当該列におけるビアに接続される突起を有する。
別の実施形態によれば、各垂直に延伸するゲート線延伸部は、垂直に延伸するデータ線のうちの対応する１つの下を走る。
別の実施形態によれば、垂直に延伸するゲート線延伸部は全て同じ長さである。
別の実施形態によれば、各列内の垂直に延伸するゲート線延伸部及び垂直に延伸するデータ線が重畳する。
別の実施形態によれば、各列内の垂直に延伸するゲート線延伸部は当該列内の垂直に延伸するデータ線の下を走る。
別の実施形態によれば、ディスプレイは複数のビアを備え、各垂直に延伸するゲート線延伸部は対応する水平に延伸するゲート線と、複数のビアのうちの対応する１つを用いて接続される。
実施形態によれば、画素の行列を備えるディスプレイを提供し、各画素は、ゲートを有する少なくとも１つのトランジスタと、複数のゲート線であって、複数のゲート線のそれぞれが行のうちの対応する１つの画素内のトランジスタのゲートに接続される、複数のゲート線と、ゲート線と垂直に走る複数のデータ線と、複数のゲート線延伸部であって、複数のゲート線延伸部のそれぞれがデータ線と平行に走り、複数のゲート線延伸部のそれぞれがゲート線のうちの対応する１つと接続される複数のゲート線延伸部と、を有する。
別の実施形態によれば、各ゲート線延伸部はデータ線のうちの対応する１つの下を走り、当該ゲート線から誘電体の層によって分離される。
別の実施形態によれば、ゲート線延伸部は全て同じ長さであり、ディスプレイは液晶材料の層と、トランジスタに接続される電極であって、トランジスタが電極に電圧を印加することで液晶材料の層に電界を生成する電極と、ゲート線延伸部をゲート線に接続するビアと、を備える。
実施形態によれば、複数の画素であって、複数の画素のそれぞれがトランジスタゲートと第１及び第２のソース−ドレイン端子とを有するトランジスタをそれぞれ有する、複数の画素と、トランジスタゲートにゲート制御信号を供給する第１の複数の線と、第１の複数の線と垂直に走り、第１のソース−ドレイン端子にデータ信号を供給する第２の複数の線と、第３の複数の線であって、第３の複数の線のそれぞれが、対応するビアから第１の複数の線の対応する１つと接続し、第２の複数の線と平行に、第２の複数の線の対応する１つの下を走る第３の複数の線と、を備える。
別の実施形態によれば、ディスプレイは、液晶材料の層と、複数の画素のそれぞれに、液晶材料の層の一部に電界を供給する電極とを備え、各画素内の電極は当該画素内のトランジスタに接続される。
上述の内容は単なる例示にすぎず、説明された実施形態の範囲及び趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正を行うことができる。前述の実施形態は、個々に又は任意の組み合わせで実行することができる。
本出願は、２０１５年１０月１日に出願された米国特許出願第１４／５０４，２１５号に対する優先権を主張するものであり、本明細書における参照によりその全体が本明細書内に組み入れられる。

Claims (20)

  1. 行列に整列された画素のアレイと、
    複数の水平に延伸するゲート線であって、前記複数のゲート線のそれぞれが前記画素の行のうちの対応する１つと関連付けられる、複数のゲート線と、
    複数の垂直に延伸するデータ線であって、前記複数のデータ線のそれぞれが前記画素の列のうちの対応する１つと関連付けられる、複数のデータ線と、
    複数の垂直に延伸するゲート線延伸部であって、前記複数のゲート線延伸部のそれぞれが前記画素の列のうちの対応する１つと関連付けられ、前記複数のゲート線延伸部のそれぞれが前記水平に延伸するゲート線のうちの対応する１つに接続して、ゲート線信号が前記垂直に延伸するゲート線延伸部から前記水平に延伸するゲート線に提供される、複数のゲート線延伸部と、
    を備えるディスプレイ。
  2. ４つの端を有する基板と、
    前記４つの端のうちの所定の１つに沿って搭載されるディスプレイドライバ回路と、
    を更に備え、前記ディスプレイドライバ回路は前記データ線に画像データ信号を供給し、前記垂直に延伸するゲート線延伸部にゲート線信号を供給する、請求項１に記載のディスプレイ。
  3. 前記基板はガラス層を含み、前記ディスプレイドライバ回路は前記ガラス層上に少なくともいくつかの薄膜トランジスタ回路を含む、請求項２に記載のディスプレイ。
  4. 前記ディスプレイドライバ回路はゲートドライバ回路を含み、前記ゲートドライバ回路は前記ゲート線信号を前記垂直に延伸するゲート線延伸部に供給する、請求項２に記載のディスプレイ。
  5. 追加基板と、
    前記基板と前記追加基板との間に液晶材料の層と、
    を更に備える、請求項３に記載のディスプレイ。
  6. 各画素が薄膜トランジスタを含む、請求項５に記載のディスプレイ。
  7. 各画素が、前記液晶材料の層の一部に電界を供給する電極を更に含む、請求項６に記載のディスプレイ。
  8. 画素の各行にビアを更に備え、各垂直に延伸するゲート線延伸部は、前記ビアのうちの対応する１つを用いて、その対応する水平に延伸するゲート線と接続する、請求項７に記載のディスプレイ。
  9. 画素の各行における前記水平に延伸するゲート線は、当該行内の前記ビアに接続されるゲート線突起を有する、請求項８に記載のディスプレイ。
  10. 各ビアが前記列のうちの１つに配置され、各列内の前記垂直に延伸するゲート線延伸部は当該列内の前記ビアに接続される突起を有する、請求項９に記載のディスプレイ。
  11. 前記各垂直に延伸するゲート線延伸部は、前記各垂直に延伸するデータ線のうちの対応する１つの下を走る、請求項１０に記載のディスプレイ。
  12. 前記垂直に延伸するゲート線延伸部は全て同じ長さである、請求項１１に記載のディスプレイ。
  13. 各列内の前記垂直に延伸するゲート線延伸部及び前記垂直に延伸するデータ線が重畳する、請求項１に記載のディスプレイ。
  14. 各列内の前記垂直に延伸するゲート線延伸部は、当該列内の前記垂直に延伸するデータ線の下を走る、請求項１に記載のディスプレイ。
  15. 複数のビアを更に備え、各垂直に延伸するゲート線延伸部は、前記複数のビアのうちの対応する１つを用いて、その対応する水平に延伸するゲート線と接続する、請求項１に記載のディスプレイ。
  16. 画素の行列であって、前記画素のそれぞれが、ゲートを有する少なくとも１つのトランジスタを有する、画素の行列と、
    複数のゲート線であって、前記複数のゲート線のそれぞれが、前記行のうちの１つの前記画素内の前記トランジスタの前記ゲートに接続される、複数のゲート線と、
    前記ゲート線と垂直に走る複数のデータ線と、
    複数のゲート線延伸部であって、前記複数のゲート線延伸部のそれぞれが前記データ線と平行して走り、前記複数のゲート線延伸部のそれぞれが前記ゲート線のうちの対応する１つに接続される、複数のゲート線延伸部と、
    を備えるディスプレイ。
  17. 各ゲート線延伸部が前記データ線のうちの対応する１つの下を走り、当該前記ゲート線から誘電体の層によって分離される、請求項１６に記載のディスプレイ。
  18. 前記ゲート線延伸部は全て同じ長さであり、前記ディスプレイが
    液晶材料の層と、
    前記トランジスタに接続される電極であって、前記トランジスタが電極に電圧を印加して前記液晶材料の層に電界を生成させる電極と、
    前記ゲート線延伸部を前記ゲート線に接続するビアと、
    を更に備える、請求項１７に記載のディスプレイ。
  19. 複数の画素であって、前記複数の画素のそれぞれが、トランジスタゲートと第１及び第２のソース−ドレイン端子とを有するトランジスタを有する、複数の画素と、
    前記トランジスタゲートにゲート制御信号を供給する第１の複数の線と、
    前記第１の複数の線と垂直に走り、前記第１のソース−ドレイン端子にデータ信号を供給する第２の複数の線と、
    第３の複数の線であって、前記第３の複数の線のそれぞれが、対応するビアから前記第１の複数の線のうちの対応する１つに接続し、前記第２の複数の線と平行に、前記第２の複数の線のうちの対応する１つの下を走る、第３の複数の線と、
    を備えるディスプレイ。
  20. 液晶材料の層と、
    前記複数の画素のそれぞれに、前記液晶材料の層の一部に電界を供給する電極と、
    を更に備え、各画素内の前記電極は当該画素の前記トランジスタに接続される、請求項１９に記載のディスプレイ。
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