JP3300638B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

液晶表示装置

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は液晶表示装置に関
し、特に複数の液晶表示パネルまたはアレイ基板を接合
して大面積の表示を可能にする液晶表示装置に関する。
また本発明は表示画面が大きい液晶表示素子に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、画像表示装置の大画面化に対する
要求が一段と強まってきている。一般家庭においても、
より一層の臨場感が体験できる大画面のテレビジョンへ
の要求は強いが、従来のCRTは大画面化に伴い容積、
重量が増大するため、薄型軽量化可能な大面積のフラッ
トパネルディスプレイの実用化が強く望まれている。
【0003】フラットパネルディスプレイの有力な表示
方式として液晶パネルが挙げられるが、40インチ級の
大画面を1枚の液晶パネルで構成するのは製造設備、歩
留まりの点で容易には達成し難いという問題がある。
【0004】このような観点から液晶パネルを複数枚接
続して1つの表示画面を構成する方式が従来より幾つか
提案されている。例えば、液晶パネルを直接に並列接続
する方法として特開平8−76074が提案されてい
る。この方式は液晶パネルの持つ薄いという特長を生か
したまま大画面が実現できるという利点を有する。
【0005】液晶パネルを直接に並列接続する方法をと
る場合、液晶パネル間の接合領域の幅が合成された表示
画面の表示品質に大きく影響する。接合領域幅が広く、
接続された複数の液晶パネル内の表示領域が離間してい
る場合、接合領域は非表示領域であるため妨害線として
認識されることになる。液晶パネルの接合部が妨害線と
して認識されないようにするためには、液晶パネルの接
合領域を十分に細く、画像の観視位置から見て視認限界
解像度程度まで細くすることが必要である。さらに、接
合領域をまたがって隣接する画素の配設ピッチを各液晶
パネル内の画素の配設ピッチと等しくすることが最も望
ましい条件といえる。
【0006】このような条件を満たすために、液晶パネ
ルの接合に必要となる幅と同等以上の幅をブラックマト
リクス(BM)領域として各液晶パネルの絵素間に設け
る方法が提案されている(特開平8−76074)。
【0007】この場合、接合領域が視認されないために
は接合領域以外の表示領域のBMの幅を、接合領域のB
Mの幅と等しくする必要がある。単一の液晶表示パネル
において信号線に平行な方向のBMの幅を考えた場合、
接合領域のBMの幅は接続しろとシール幅の和となり、
現状では約300μm程度以上の接続領域が必要とな
る。これに対し、接続領域以外でのBΜの幅は信号線、
および信号線と画素電極の間を覆うことが必要だが、こ
れには約30μm程度のBΜ幅があればよい。つまり、
液晶表示パネルを直接並列接続して大画面を得る液晶表
示装置の場合、接続領域以外のBM幅は必要以上に太く
する必要がある。
【0008】液晶表示パネルを直接に並列接続した液晶
表示装置の従来の例を図19により説明する。図19は
表示領域のうち接続領域以外の部分の画素部を拡大して
模式的に表示したものである。91R、91G、91B
はそれぞれR、G、Bの画素を示しており、これら3個
の画素電極で1つの絵素を形成している。それぞれの画
素電極には非線形スイッチング素子であるTFT92
a、92b、92cがそれぞれ接続されており、1つの
絵素に属する3つのΤFT92a、92b、92cは同
一のゲート線94に接続されている。また、上記3つの
ΤFT92a、92b、92cはそれぞれ異なった信号
線93r、93g、93bに接続されている。
【0009】それぞれの画素電極とその画素電極に接続
されたTFT、信号線の位置関係はR、G、Bの3つで
同じであるが、隣接する絵素と絵素の間には、接合領域
の非表示領域を覆うのに必要な幅LBMの図示しないブラ
ックマトリクス(BM)が形成されている。1つの絵素
内で隣接する画素間には信号線があるので、隣接する画
素間のBMの幅Ls は信号線や信号線と画素の間の部分
を覆う必要があるために約30μm程度必要となる。絵
素のゲート線方向の繰返し周期を約600μm、絵素と
絵素の間のBMの幅LBM=330μm、画素と画素の間
のBΜの幅Ls=30μmとすると、ゲート線方向の画
素の光透過領域の長さLp=60μmとなり、光が透過
する部分の割合が小さくなり、液晶表示装置の光透過率
が小さくなってしまうという問題がある。
【0010】また、液晶パネルを直接並列に接合して大
画面を得る液晶表示装置の場合、接続される各液晶パネ
ルまたはアレイ基板毎の歩留まりが異なる場合、液晶表
示装置全体の総合歩留まりは最も良品率の低い基板の歩
留まりに律速される。さらに、各液晶パネル表示特性に
は個体差があるため、接続されるアレイ基板の方向が特
定されていると特性の差が小さいアレイ基板の組み合わ
せ自由度が低下するという問題がある。
【0011】さらに、表示装置に表示される表示情報量
は増加する傾向が顕著であり、このような表示情報量の
増大に対応するため、これまで以上に大型・高精細の表
示装置が求められている。ところが液晶表示装置では、
高精細化を行うには液晶を駆動するための書込み時間が
短くなるという問題を有している。また表示画面をさら
に大型化すると、画素および信号線の容量が大きくなる
ため、信号線なまりが生じ、書込み特性が充分に得られ
ずコントラストが低下してしまうという問題がある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような問
題点を解決するためになされたものである。すなわち本
発明は、表示画面が大きく、かつ優れた表示品質を有す
る液晶表示装置を提供することを目的とする。また本発
明は、複数接合する際の組み合わせの自由度が高く、か
つ外部回路との接続も容易な生産性の高い液晶表示装置
を提供することを目的とする。
【0013】また本発明は、開口率の高い液晶表示装置
を提供することを目的とする。
【0014】さらに本発明は、表示画面が大型化しても
コントラストが高く高精細な表示を行うことができる液
晶表示装置を提供することができる。また画素への表示
信号の書込み時間を大幅に短縮し、書込み特性を向上す
ることを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために、本発明は以下のような構成を備えたものであ
る。
【0016】本発明の液晶表示素子は、接合された複数
の絶縁性基板からなり、複数の絶縁性基板上にわたって
マトリクス状に配列された絵素領域と、前記絵素領域内
に複数並列して配設された画素電極とを有する第1の基
板と、対向電極が配設された第2の基板と、前記第1の
基板と前記第2の基板とに挟持された液晶層とを具備
し、前記絵素領域は前記複数の絶縁性基板の接合線の両
側から1列ごとに列設された第1の絵素領域と、前記絶
縁性基板内で前記第1の絵素領域と交互に列設された第
2の絵素領域とからなり、前記第1の基板または前記第
2の基板のいずれか一方に配設され、少なくとも隣接す
る前記第1の絵素領域の間の領域を遮光するように配設
された遮光手段をさらに具備したことを特徴とする。
【0017】前記絶縁性基板は、第1の絵素領域を構成
する前記画素電極に表示信号を供給する第1の信号線
と、第2の絵素領域を構成する前記画素電極に前記表示
信号を供給する第2の信号線とを具備し、前記第1の信
号線と前記第2の信号線とは前記絶縁性基板の異なった
側に引き出すようにしてもよい。すなわち本発明の液晶
表示装置は、2次元的に等間隔にマトリクス配列された
絵素領域を有する液晶表示装置であって、画素電極が配
設された1枚のアレイ基板の複数枚の側面間を接合する
ことにより複合的な1枚のアレイ基板(第1の基板)と
することにより、表示画面を大きくすることを可能と
し、かつ表示に寄与しない冗長な第2の絵素領域を備え
ることによりアレイ基板乃至は液晶パネルの接続を容易
にしたものである。
【0018】そして第2の絵素領域は例えばブラックマ
トリクスなどの遮光膜により被覆されているが、この遮
光膜の接合線と垂直な方向の幅は、1個の絵素領域の接
合線と垂直な方向の幅と近似的に等しくなるように配設
されている。表示に使用される第1の絵素の各画素電極
上にはRGBカラーフィルタが設けられ、表示に使用す
る画素に接続されている配線引き出し部から電気信号が
印加される。さらに、複数の基板の接合線の両側には必
ず第1の絵素領域が配設されることになるが、1枚のア
レイ基板内での第1の絵素領域の配設ピッチと、複数の
アレイ基板にまたがった第1の絵素領域の配設ピッチと
は近似的に等しくなるように配設されている。したがっ
て本発明の液晶表示装置の表示画面を構成するすべての
絵素(第1の絵素)は、複数の基板にまたがって一体的
に形成された表示領域内に等しいピッチで配設されてい
る。なお、等しいピッチとは信号線に沿った方向または
走査線に沿った方向にそれぞれ等しければよく、縦方向
と横方向とでピッチが異なっていてもよい。
【0019】アレイ基板乃至は液晶パネルを複数枚並列
接続する際に必要とされる接続領域の幅は、液晶を封じ
るのに必要なシール幅と、アレイ基板乃至は液晶パネル
を接合するための接続幅の合計が、接続線と垂直な方向
の絵素の幅に対して等しいかもしくは約10%程度以内
の差であることが望ましい。また、アレイ基板乃至は液
晶パネルの接合線に沿って隣接した絵素は必ず表示に使
用される第1の絵素となるようにすることが必要であ
る。
【0020】液晶層は画素電極と対向電極とに挟持され
て構成される画素を単位として電気的に液晶の配向が制
御されることによって表示が行われる。1個の絵素を例
えばRGB、CMYなどのような3原色に対応して3個
の画素により構成するようにすればカラー表示を行うこ
とができる。絵素を構成する画素は3個に限らず2個で
も4個以上でもよい。
【0021】表示に寄与する第1の絵素領域は、複数接
続されたアレイ基板の接合線に沿った両側から1列ごと
に列設され、冗長な第2の絵素は、接続される個々のア
レイ基板内で、第1の絵素領域と交互に列設されてい
る。すなわち、第2の絵素領域は遮光手段により遮光さ
れており、実際の表示には寄与しないが、このような冗
長な第2の絵素領域を設けることにより、アレイ基板の
組み合わせ自由度が向上する。
【0022】例えば、各画素電極にアナログやディジタ
ルの表示信号を供給するために基板の表示領域の外周部
に設けられる配線引き出し部を上下、左右について共通
もしくは対称に配設することにより、個々のアレイ基板
に交互に列設される複数組の絵素列のどちらを第1の絵
素としても、信号線を基板の一方の側へまとめて引き出
すことができる。
【0023】例えば、液晶パネルの接合面側と配線引き
出し部の区別を無くし共通構造とすることにより、液晶
パネルを左右どちら側にも接続できるようになる。この
ようにすれば、製造された液晶パネルの一部に画素欠陥
もしくは線欠陥が生じた場合でも、欠陥の生じた画素が
表示しない絵素の組みに含まれるよう接続方向を選択す
ることで第1の絵素と冗長な第2の絵素を入れ替えるこ
とができるから、欠陥のある液晶パネルでも使用するこ
とが可能となり、生産性が大きく向上する。
【0024】さらに、絵素に含まれる画素の配線引き出
し部の引き出し方向を組み毎に対称とすることで表示に
使用する画素と使用しない画素の配線引き出し部の混在
を避けることができる。このため、駆動用ICの取り付
けを、基板の一方の側のみで行うことができる。
【0025】また、絵素領域に含まれる画素電極のう
ち、一部の配線を共通化することで開口率の低下及び寄
生容量の増加を抑制することができる。
【0026】このように本発明の液晶表示装置は、複数
の基板を接合してより大きな表示画面を構成したもので
あり、複数の基板の貼り合わせマージンに対応して第1
の絵素領域の配設ピッチを設定したものである。このた
め、絵素領域の配設ピッチは大きなものになるが、本発
明の液晶表示装置では隣接する第1の絵素領域間の間の
領域を利用して、液晶表示装置の表示品質、生産性を向
上するための構成を備えるようにしている。
【0027】上述した本発明の液晶表示装置は、複数の
基板の接合領域を遮光するブラックマトリクスなどの遮
光膜の幅と、1枚の基板内の第1の絵素領域間を遮光す
る遮光膜の幅を近似的に等しく設定し、1枚の基板内の
第1の絵素領域間に冗長な第2の絵素領域を配設するこ
とにより、液晶表示装置の生産性を向上しているが、遮
光手段により遮光される領域には、例えば複数本の信号
線を束ねて配設するようにしてもよいし、また信号線駆
動回路や、ディジタルな表示信号をアナログ表示信号
(電圧)に変換するD/Aコンバータを配設するように
してもよい。
【0028】
【0029】
【0030】
【0031】
【0032】 また本発明の液晶表示装置は、接合され
た複数の絶縁性基板からなり、複数の絶縁性基板上にま
たがってマトリクス状に配列された絵素領域と、前記絵
素領域内に複数並列して配設された画素電極と、前記絵
素領域内で前記画素電極と接続して配設されたスイッチ
ング素子と、前記絶縁性基板内で隣接する前記絵素領域
の間であって前記接合線と平行方向の領域に配設され、
表示信号を前記スイッチング素子を介して前記画素電極
に供給する論理回路とを備えた第1の基板と、対向電極
が配設された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2
の基板とに挟持された液晶層と、前記第1の基板または
前記第2の基板のいずれか一方に配設され、隣接する絵
素領域の間であって前記論理回路が配設される側の領域
を、前記絵素領域の前記接合線の方向の幅とほぼ同じ間
隔で前記接合線の垂直方向と平行に遮光する遮光手段と
を具備したことを特徴とする。論理回路としては、例え
ばシフトレジスタ、データラッチ、ディジタルコンパレ
ータ、フリップフロップなどをあげることができる。ま
た通常表示領域の周辺に配設される信号線駆動回路や、
ディジタルな表示信号をこの表示信号に対応したアナロ
グ電圧に変換するD/Aコンバータなどを配設するよう
にしてもよい。さらに、このような論理回路、信号処理
回路はa−Si(アモルファスシリコン)からなる半導
体膜をチャネルに用いた薄膜トランジスタなどにより構
成するようにしてもよいが、poly−Si(多結晶シ
リコン)、μc−Si(微結晶シリコン)などからなる
半導体膜をチャネルに用いた薄膜トランジスタなどによ
り構成するようにしてもよい。後者の方がスイッチング
速度を向上することができ、また画素電極と接続した画
素選択用の薄膜トランジスタアレイと基板上に一体的に
配設することができるのでさらに好適である。
【0033】 以上により、複数のアレイ基板または複
数の液晶表示パネルを接合して大画面を構成する液晶表
示装置において、非表示領域となる接続領域を視認され
ないようにするため、接続領域以外の表示領域において
BΜの幅を必要以上に太くすることにより光の透過率が
低下するのを防止し、実質的に開口率を向上することが
できる。このように、絵素毎に表示信号を保持して画素
電極に供給する表示信号処理部を有し、この画素信号処
理部は高速スイッチング動作が可能なポリシリコンTF
Tなどで構成することにより、画素へのデータ転送を高
速に行うことができる。この場合、絵素内の画素電極へ
の表示信号電圧の印加は表示信号処理部での処理後に行
われることになるが、例えば表示信号処理部での処理時
間を1/2フィールド期間で行うと、残り1/2フィー
ルドを書込み期間とすることができるため、容量の大き
い液晶表示装置の駆動においても、書込み時間が長く取
れ、画質を大幅に改善することができる。
【0034】このような論理回路を、例えば列方向に配
列された絵素について、単位絵素毎にデジタル表示信号
を画素電極へ印加するアナログ信号に変換するD/A変
換手段と、前記デジタル表示信号を保持するデータラッ
チなどの保持手段と、前記保持手段への表示信号入力を
制御するシフトレジスタなどの制御手段とにより構成
し、このような表示信号処理部により、表示信号の伝送
を列方向に列設された画素に対して行うようにしてもよ
い。
【0035】このような構成によれば、列方向に配設さ
れた画素電極について表示信号を供給することができ
る。これは例えばウィンドウ表示などによって行方向の
画素群の内書き換えを必要とする画素と必要としない画
素が混在するような場合に、書き換えを必要とする画素
が属する列の画素群に対してはデータラッチ部の書き換
えを行い、それ以外の列の画素群については表示信号の
伝送を停止することができる。これにより、データ伝送
量を低減し、消費電力を低減することができる。
【0036】また例えば、表示信号処理部内のD/A処
理部を、デジタルな表示信号に対応した(+)書込み極
性用バッファ回路と(−)書込み極性用バッファ回路と
により構成し、画素電極とバッファ回路間に介在するセ
レクト部によって、画素電極への書込み極性を反転させ
るようにしてもよい。このような構成によれば、1回の
表示信号伝送で(+)極性と(−)極性の書込み電圧を
生成することで、極性反転毎にデータ伝送する動作を低
減し、消費電力を大幅に低減することができる。またこ
の場合、極性反転方法については、行または列ごとに反
転させるなどフリッカなどの画質劣化が生じないように
行うことが好ましい。
【0037】また例えば、前記論理回路に、デジタル表
示信号を画素電極へ印加するアナログ信号に変換するD
/A処理部と、輝度信号および色差信号をデジタル表示
信号に変換する色変換マトリックス部と、前記輝度信号
および色差信号を記録するデータラッチ部と、前記デー
タラッチ部への表示信号入力を制御するシフトレジスタ
部とを備えるようにしてもよい。このような構成を採用
することにより、例えばNTSC信号などのY/C信号
を直接画素へ伝送し、色変換マトリックス部によりRG
B信号に変換するシステムと表示部が一体となった表示
装置を構成することができる。
【0038】また本発明の液晶表示装置は、接合された
複数の絶縁性基板からなり、複数の絶縁性基板上にまた
がってマトリクス状に配列された絵素領域と、前記絵素
領域内に複数並列して配設された画素電極と、前記マト
リクス状に配列した絵素領域前記接合線の方向と平行
方向に延びた複数の領域に分割するよう前記絵素領域
に複数配設され、前記分割された領域毎に前記画素
電極に表示信号を供給する信号線駆動回路と、前記画素
電極と前記表示信号を供給する信号線駆動回路との間に
介挿され、前記表示信号を選択的に前記画素電極に供給
するスイッチング素子と前記絶縁性基板内で隣接する前
記絵素領域の間の領域に配設され、表示信号を前記スイ
ッチング素子を介して前記画素電極に供給する複数の信
号線とを備えた第1の基板と、対向電極が配設された第
2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基板とに挟持
された液晶層と、前記第1の基板または前記第2の基板
のいずれか一方に配設され、隣接する前記絵素領域の間
であって前記信号線駆動回路が配設される側の領域を、
前記絵素領域の前記接合線の垂直方向の幅とほぼ同じ間
隔で前記接合線の方向と平行に遮光する遮光手段とを具
備したことを特徴とする。すなわち、この液晶表示装置
は、通常表示領域の周辺部に配設される信号線駆動回路
を、複数分割されたブロックごとに表示領域内に配設し
たものである。分割するブロック数は、表示画面全体の
大きさなどに応じて定めるようにすればよい。例えばn
個のブロックに分割した場合は、書込み期間をn倍に長
くすることができ、容量の大きい液晶表示装置において
もコントラストが向上し、表示品質を大幅に向上するこ
とができる。また、表示画面が大型化しても信号線を長
さを短くすることができ、表示信号の波形なまりを抑制
することができる。
【0039】また例えば、表示領域内に配設する信号線
駆動回路にD/A変換手段を備えるようにしてもよい。
すなわち表示画面にマトリクス状に配設された画素電極
を、例えば信号線と平行な方向に複数ブロックに分割
し、各ブロック毎にデジタル表示信号を画素電極へ印加
するアナログ信号に変換するD/A処理部と、前記デジ
タル表示信号を記録するデータラッチ部と、前記データ
ラッチ部への表示信号入力を制御するシフトレジスタ部
とを基本構成として信号線駆動回路を構成するようにし
てもよい。また、このような論理回路が配設された領域
は、表示面上で視認できないよう遮光する遮光手段を備
えることがさらに好ましい。
【0040】このような構成を備えた本発明の液晶表示
装置は、前述した複数のアレイ基板または液晶パネルを
貼り合わせて表示画面を構成した液晶表示装置に適用す
るようにしてもよい。
【0041】すなわち、隣接する絵素領域の間の領域に
論理回路を備えた本発明の液晶表示装置を、複数枚のア
レイ基板または液晶パネルの側面間を接合することによ
り1つの画面を構成する貼り合せ方式の液晶表示装置に
適用し、表示の構成単位要素である絵素の接合線に沿っ
た列ごとに、表示信号を処理する信号処理回路を備え、
この表示信号処理回路で表示信号に対応した表示信号電
圧を生成後、画素電極を選択するためのスイッチング素
子を介して前記絵素を構成する画素電極への書込み動作
を行うようにしてもよい。この場合表示信号処理部への
データ伝送をディジタル信号により行うことができ、ま
たその処理部をディジタル回路により構成することがで
きるため、処理に要する時間を大幅に短縮することがで
きる。したがって、表示画面を大きくした場合でも、各
画素電極へ表示信号に対応したアナログ信号電圧を書込
む時間を十分に確保することができる。また、表示信号
処理部などの表示画面内に配設される論路回路を遮光す
ることで、絵素領域以外からの光り漏れなどによるコン
トラストの低下を防止することができる。
【0042】また、列方向に配列された絵素領域の列毎
に前述の表示信号処理部のような論理回路を配設し、表
示信号の伝送を列方向の絵素領域の画素電極に対して行
うことである。これにより、複数のアレイ基板乃至は液
晶パネルを貼り合わせて表示画面を構成した液晶表示装
置においても、列方向画素へのデータ転送を高速に行う
ことができ、したがって画素電極への書込み時間を長く
確保することができる。
【0043】また、複数枚のアレイ基板または液晶パネ
ルの側面間を接合することにより1つの表示画面を構成
する貼り合せ方式の液晶表示装置においても、1絵素毎
に、表示信号に対応した(+)極性の書込み電圧と
(−)極性の書込み電圧を有したそれぞれのバッファ回
路を有し、画素の極性反転はそれぞれのバッファ回路と
画素電極間に介在するセレクト回路を制御することで行
うようにしてもよい。この場合、例えば表示画像が静止
画である場合などには、リーク電流によりバッファ回路
の保持電圧が大幅に変動しない程度に表示信号の伝送を
停止することができる。このため消費電力が低減する。
【0044】また複数枚のアレイ基板または液晶パネル
の側面間を接合することにより1つの表示画面を構成す
る貼り合せ方式の液晶表示装置においても、絵素領域
毎、または絵素領域の列毎に備わっている信号処理回路
への画像データを輝度信号および色差信号(以下、Y/
C信号と呼ぶ)とし、前記信号処理回路内の色変換マト
リックス部においてY/C信号からデジタル表示信号
(以下、RGB信号と呼ぶ)に変換する。この場合、Y
/C信号は隣接する少なくとも2つ以上の絵素のコンポ
ジット信号であり、例えば左右絵素もしくは上下左右絵
素のRGB信号を生成するようにしてもよい。
【0045】また複数枚のアレイ基板または液晶パネル
の側面間を接合することにより1つの表示画面を構成す
る貼り合せ方式の液晶表示装置においても、表示領域内
にマトリクス状に配列した画素電極を少なくとも2つ以
上の複数ブロックに分割し、各ブロック毎に、デジタル
表示信号を画素電極へ印加するアナログ信号に変換する
D/A処理部と、前記デジタル表示信号を記録するデー
タラッチ部と、前記データラッチ部への表示信号入力を
制御するシフトレジスタ部を基本構成とした信号線駆動
回路を具備するようにしてもよい。この場合、n個のブ
ロックに分割することにより、書込み期間をn倍に長く
することができ、高精細な表示を行うことができる。
【0046】
【発明の実施の形態】以下に本発明の液晶表示装置につ
いてさらに詳細に説明する。
【0047】(実施形態1)図1は、本発明の液晶表示
装置の構成を概略的に示す図である。
【0048】この液晶表示装置10は2枚の液晶パネル
11及び12を、一体的に連続した表示画面10aを構
成するように接合したものである。液晶パネル11、1
2は、画素電極22がマトリクス状に配設されたアレイ
基板11a、12aと対向電極が配設された対向基板と
の間に液晶層を挟持したものであり、液晶層に入射する
光を2次元的に変調(透過、散乱、吸収等)することに
より画像の表示を行うものである(対向電極、対向基
板、液晶層は図示を省略)。ここでは、2枚の液晶パネ
ル11、12の周辺部をそれぞれA−A´方向、B−B
´方向に切り落として、組み合わせることによりより大
きな表示画面を構成している。
【0049】図2は、図1に例示した液晶表示装置にお
いて向かって右側に接続される液晶パネル11のアレイ
基板の構造を概略的に示す図である。図3は本発明の液
晶表示装置を構成するアレイ基板10aの接合部の構造
を拡大して概略的に示す図であり、図4は、絵素の構成
を拡大して模式的に示す図である。液晶パネル11、1
2の接合部近傍について、画素電極22、薄膜トランジ
スタ24が形成されたアレイ基板11a、12aと、ブ
ラックマトリクス32、カラーフィルタ33との位置関
係を示している。それぞれの絵素21a、21b内には
画素電極22が複数並列して配設されている。ここでは
カラー表示を行うため、1つの絵素21a、21b内に
は、画素電極22は赤色の表示信号が印加される画素電
極22R、緑色の表示信号が印加される画素電極22
G、青色の表示信号が印加される画素電極22Bとが相
互の絶縁を保って並列に配設されている。これらの画素
電極22R、22G、22Bには、薄膜トランジスタ2
4R、24G、24Bが接続されており、この薄膜トラ
ンジスタ24により信号線23から供給される表示信号
が選択的に画素電極22に印加される。また、これらの
画素電極22R、22G、22Bに対応する領域には、
各色に対応したカラーフィルタ33R、33G、33B
が配設されている。
【0050】ここでは薄膜トランジスタ24のチャネル
はa−Si(アモルファスシリコン)からなる半導体膜
により構成しているが、poly−Si(多結晶シリコ
ン)、μc−Si(微結晶シリコン)からなる半導体膜
をチャネルに用いるようにしてもよい。また、薄膜トラ
ンジスタの代わりにMIMのような2端子の非線形スイ
ッチング素子を用いるようにしてもよい。
【0051】この液晶表示装置10の表示領域には、複
数のアレイ基板11a、12aを接合する接合線の両側
から1列ごとに列設された第1の絵素21aと、それぞ
れのアレイ基板11a内で第1の絵素21aと交互に列
設された第2の絵素21bとが配設されている。
【0052】接合線を挟んで列設されたアレイ基板11
aの第1の絵素21aとアレイ基板12aの第2の絵素
21bとは、個々のアレイ基板11a、11bの内側お
よび表示画面全体にわたって配設ピッチが等しくなるよ
うに配設されている。すなわち接合されたアレイ基板1
1a、12a上には、第1の絵素21aがマトリクス状
に配列されており、その接合線A−A´と垂直な方向
(ここでは走査線方向)の配設ピッチは、第1の絵素2
1a、第2の絵素21bの走査線方向の幅と実質的に等
間隔に配設されている。接合線A−A´と垂直な方向の
配設ピッチとは異なるが、接合線A−A´の方向(ここ
では信号線方向)の配設ピッチも、接合された基板全体
について実質的に等しくなるように配設されている。
【0053】そして、アレイ基板11aまたは図示しな
い対向基板の少なくともいずれか一方には、第1の絵素
21a、第2の絵素21b内で隣接する画素電極22の
間隙と、貼り合わせた2枚のアレイ基板11a、12a
全体にわたって第1の絵素21aの間の領域を遮光する
遮光手段であるブラックマトリクス32が配設されてい
る。本発明の液晶表示装置では、第1の絵素21aを構
成する画素電極22のみを表示に用いることにより、表
示画面全体にわたって表示の構成単位である絵素の配設
ピッチが均等にし、接合部が視認されないようにするこ
とができる。したがって第2の絵素21bは冗長な絵素
であり、この絵素を構成する画素電極22は表示には用
いない冗長な画素電極である。
【0054】図4は、絵素の構成を拡大して模式的に示
す図である。それぞれの絵素21a、21b内には画素
電極22が複数並列して配設されている。ここではカラ
ー表示を行うため、1つの絵素21a、21b内には、
画素電極22は赤色の表示信号が印加される画素電極2
2R、緑色の表示信号が印加される画素電極22G、青
色の表示信号が印加される画素電極22Bとが相互の絶
縁を保って並列に配設されている。これらの画素電極2
2R、22G、22Bに対応する領域には、各色に対応
した図示しないカラーフィルタが配設されている。
【0055】各画素電極22の間には、接合線A−A´
(B−B´)と平行に配設された信号線23が配設され
ている。この信号線23に図示しない信号線駆動回路な
どから供給される表示信号は、各画素電極22と接続さ
れた例えば薄膜トランジスタ24などの非線形スイッチ
ング素子により選択され画素電極22に印加される。す
なわち薄膜トランジスタ24は、この薄膜トランジスタ
24のゲート電極24gに図示しない走査線駆動回路よ
り走査線25を介して供給される走査信号によりオン・
オフする。そして薄膜トランジスタ24がオン状態のと
きに信号線23に供給されている表示信号がサンプリン
グされて画素電極22に印加されるのである。この画素
電極22と図示しない対向電極との間に形成される電界
に液晶層が応答し、液晶層へ入射する光を2次元的に変
調することにより表示が行われる。
【0056】第1の絵素21a、第2の絵素21bには
それぞれ3つの画素電極22R、22G、22Bが配設
されているが、第1の絵素21aに配設された画素電極
22に接続した信号線23と、第2の絵素21bに配設
された画素電極22に接続した信号線23とはアレイ基
板の互いに異なった側に引き出されている。つまり、第
1の絵素21aを構成する画素電極22と接続した信号
線23は図中上側に、第2の絵素21bを構成する画素
電極22と接続した信号線23は図中下側にそれぞれ引
き出され、それぞれ信号線パッド23a、23bを介し
て信号線駆動回路と接続される。したがって、アレイ基
板の一方の側で、第1の絵素21aを構成する画素電極
22と接続した信号線23と選択的に接続することがで
きる。
【0057】また、走査線25は、第1の絵素21aと
第2の絵素21bとで共通化され、接合線と反対側の基
板外周部に引き出された構造となっている。
【0058】液晶表示装置の画素電極22がマトリクス
状に配設された表示領域と、基板外との間には液晶を封
入するためのシール領域31が設けられている。シール
領域31は、液晶パネル11の接合線A−A´に沿った
シール領域31aと液晶パネル12の接合線A−A´に
沿ったシール領域31bとは、その全体の幅が、各アレ
イ基板11a、12aの第1の絵素21aの走査線25
方向の配設ピッチと近似的に等しくなるように配設され
ている。
【0059】シール領域31の幅は第1の絵素21aも
しくは第2の絵素21bの接合線と垂直な方向の幅の約
1/2の幅となっている。したがって、接合部のシール
領域は液晶パネル11、12とで2倍となり、接合線を
隔てて隣接する第1の絵素21aの間隔は、接合される
各アレイ基板内での間隔と実質的に等しくすることがで
きる。
【0060】ここでは図示しないが、表示に使用される
第1の絵素21aの信号線パッド23aが設けられてい
る画面上部の信号線パッド23aおよび走査線パッド2
5aにはそれぞれ信号線駆動回路、走査線駆動回路が作
り込まれた駆動用ICが接続されている。また図中シー
ル領域31は開口部31aを有しているが、この開口部
31aを通じてアレイ基板と対向基板との間隙に液晶組
成物は注入される。開口部31aは液晶組成物の注入後
に封止される。
【0061】また、液晶パネル12の場合、ガラス基板
11bの接合線はΒ−B´となるから、この接合線Β−
B´で切断される。したがって、アレイ基板11aと1
1bとを同一の基板から構成する場合には、アレイ基板
11aで第1の絵素21aを構成する画素電極22は、
アレイ基板12aでは冗長な第2の絵素21bを構成す
ることになり、アレイ基板11aで第2の絵素21aを
構成する画素電極22は、アレイ基板12aでは表示に
寄与する第1の絵素21bを構成することになる。した
がって、この例ではアレイ基板11aとアレイ基板12
aとでは信号線23の駆動ICは表示画面を挟んで反対
側に接続されることになる。なお、図2、図3では簡単
のため信号線パッド23a、23bの間隔が不均一にな
っているが、斜め配線引き出し等により等間隔にするこ
とで駆動用ICのTAB(tape automate
d bonding)接続、COG(chip on
glass)実装が容易にすることができる。また、信
号線23側、走査線側とも駆動用ICを別体に取り付け
ずpoly−Si(多結晶シリコン)、μc−Si(微
結晶シリコン)からなる半導体膜をチャネルに用いた薄
膜トランジスタをガラス基板に一体形成するようにして
もよい。
【0062】図3に示したように、アレイ基板11aと
アレイ基板12aとは接合面を介し接合されており、対
向基板側にはRGBカラーフィルタ33とブラックマト
リクス32が形成されている。接合部のシール領域31
と接合面の幅の合計はRGB画素からなる絵素の幅に等
しい。上述のように、この液晶表示装置では表示に使用
される絵素は第1の絵素21aであり、この第1の絵素
21aを構成する画素電極22R、22G、22Bの開
口部に対応して対向基板側にはRGBカラーフィルタ3
3R、33G、33Bが設けられている。
【0063】一方、表示に寄与しない冗長な第2の絵素
21bに対応する領域はブラックマトリクス32により
遮光されている。このため、冗長な第2の絵素はブラッ
クマトリクス32により遮光され観測者側から視認され
ないため、第2の絵素21を構成する画素電極、薄膜ト
ランジスタ、信号線23等に欠陥が生じていても表示品
位には関わらない。したがって大型の液晶表示装置を製
造する上での生産性を大きく向上することができる。ま
た、ブラックマトリクス32の間隔はそれぞれの液晶パ
ネル11、12の内部とパネル接合部とで等しいので、
接合部が目立たなくし、表示品位を向上することができ
る。このブラックマトリクスの間隔LBMは、絵素の幅L
pの約90%から約110%程度の範囲に設定すれば接
合部が目立つことなく、表示に違和感を生じないように
することができる。
【0064】なお、上述した本発明の液晶表示装置では
アレイ基板11、12と対向基板をそれぞれ別体に封止
した後に切断を行ってもよいが、アレイ検査、切断及び
アレイ基板の接合工程を先に行い、対向基板を一体化し
て封止工程を行い、液晶を一括注入するようにしても構
わない。
【0065】(実施形態2)実施形態1で説明した本発
明の液晶表示装置は、2枚の液晶パネル乃至2枚のアレ
イ基板を接合して形成したものであるが、複数接合する
アレイ基板乃至液晶パネルは2枚に限らず3枚以上でも
よい。
【0066】図5は4枚の液晶パネル41、42、4
3、44を上下左右に張り合わせて構成した本発明の液
晶表示装置の構成の例を概略的に示す図である。
【0067】図6は図5の液晶表示装置を構成するアレ
イ基板42aの構造を概略的に示す図である。ここで表
示に寄与する第1の絵素21aはシール領域31を挟ん
で他のアレイ基板に接している系列の絵素である。図5
の例では、接合線はA−A´(B−B´)とD−D´
(C−C´)との2本存在している。したがって接合線
A−A´の両側から1列ごとに列設される絵素列に属
し、かつ、接合線D−D´の両側から1列ごとに列設さ
れる絵素列に属する絵素が第1の絵素21aとして表示
に使用される。その他の第2の絵素21bは前述同様冗
長な絵素として表示には寄与しない。
【0068】信号線23、走査線25はアレイ基板41
a、42a、43a、44aの上下左右に引き出されて
いる。アレイ基板41aは接合線Β−Β´およびD−D
´に沿って切断され、42aは接合線A−A´およびD
−D´に沿って切断され、アレイ基板43aは接合線Β
−Β´およびC−C´に沿って切断され、アレイ基板4
4aは接合線A−A´およびC−C´に沿って切断され
る。接合線A−A´(B−B´)と接合線D−D´(C
−C´)に沿った液晶パネルの接合面に面したシール領
域31の幅は、前述同様に、1つの第1の絵素21aも
しくは第2の絵素21bの幅の約1/2程度となってい
る。
【0069】図7は図5に例示した本発明の液晶表示装
置の液晶パネルの接合部近傍について、4枚の液晶パネ
ルとブラックマトリクス、カラーフィルタの位置関係を
説明するための図である。
【0070】表示に使用され第1の絵素21aを構成す
る画素電極に対応する領域にはカラーフィルタ33が形
成され、冗長な第2の絵素21b、接合領域31はブラ
ックマトリクス32が対向基板上に形成されているため
遮光され観測者から視認されない。また、第1の絵素2
1aを構成する各画素電極22R、22G、22Bの間
隙もブラックマトリクス32により遮光されている。
【0071】このように本発明の液晶表示装置によれ
ば、液晶パネルを複数直接接続して大画面を得る液晶表
示装置において、画素欠陥、パネル特性の個体差に由来
する液晶パネルの組み合わせ自由度の低下を抑制するこ
とができる。また、液晶パネルの接合部が観測者から視
認されにくい高画質且つ大画面の液晶表示装置を提供す
ることができる。
【0072】(実施形態3)図8は例えば図1などで向
かって右側に接続される液晶表示パネル11のアレイ基
板11aの構造を拡大して模式的に示したものであり、
図1、図2、図3に例示したような、2枚の液晶表示パ
ネルまたはアレイ基板を走査線方向に接合して1つの連
続した表示画面を構成したものである。
【0073】この液晶表示装置は、例えば上述したよう
な本発明の液晶表示装置と信号線23の配置が異なって
いる。図9は、例えば実施形態1乃至実施形態2で説明
した本発明の液晶表示装置の第1の絵素21aを構成す
る画素電極22と信号線23との関係を概略的に示す図
である。信号線23は1つの絵素内で隣接する画素電極
22の間の領域にも配設されている。これに対して、図
8に例示した本発明の液晶表示装置では、1つの絵素
(または絵素の列)を構成する画素電極に表示信号を供
給する信号線23をすべて隣接する第1の絵素21aと
第1の絵素21aとの間にまとめて配設している。
【0074】22R、22G、22BはそれぞれR、
G、Bの画素電極22を示しており、これら3つの画素
電極で1つの絵素21aを構成している。それぞれの画
素電極22R、22G、22Bには、それぞれスイッチ
ング素子である薄膜トランジスタ24R、24G、24
Bが接続されており、1つの絵素21aに属する3つの
薄膜トランジスタ24R、24G、24Bは同一の走査
線25に接続されている。また、上記3つの薄膜トラン
ジスタ24R、24G、24Bはそれぞれ異なった信号
線23R、23G、23Bに接続されているが、これら
の信号線23R、23G、23Bはすべて絵素の一方の
側(図では絵素21の向かって左側)に配設されてお
り、絵素21と絵素21との間のブラックマトリクス3
2により遮光される領域に配設されている。ブラックマ
トリクスの分離幅は、1枚のアレイ基板内の第1の絵素
21aの間隔と、接合線をまたいで隣接する第1の絵素
21aとの間隔とが実質的に等しくなるように設定され
ている。
【0075】薄膜トランジスタ24Rのドレイン電極2
4dと信号線23Rとの間には別の薄膜トランジスタ2
4G、24Bにつながる信号線23G、23Bがある
が、この部分は信号線と走査線との間の層間絶縁膜のス
ルーホールを介して走査線材料で電気的に接続されてい
る。
【0076】このように本発明の液晶表示装置では、1
つの絵素21内では、画素電極と画素電極との間には信
号線23がないため、その部分のBMの幅Ls´は12
μm程度と細くすることができる。例えば、絵素21の
走査線25方向の繰返し周期を約600μm、絵素21
と絵素21との間を分離するブラックマトリクスの幅L
BM=330μm、画素電極と画素電極の間のブラックマ
トリクスの幅Ls´=12μmとすると、走査線25の
方向の画素電極22の長さLpは約82μmとなる。し
たがって、従来より開口率を大きくすることができ、明
るく表示品質の高い液晶表示装置を提供することができ
る。
【0077】なお、絵素21と絵素21との間に画素を
駆動するための配線をまとめて設ける構造は、上述した
ように複数の基板を貼り合わせる場合以外にも、1枚の
アレイ基板で構成する液晶表示素子のような表示装置に
適用するようにしてもよい。このような構成を採用する
ことにより、1枚のアレイ基板を用いる場合にも開口率
を向上することができる。
【0078】(実施形態4)図10は表示領域のうち接
続領域以外の部分の画素電極部を拡大して模式的に示す
図である。
【0079】22R、22G、22BはそれぞれR、
G、Bの画素電極22を示しており、これら3つの画素
電極で1つの絵素21aを構成している。それぞれの画
素電極22R、22G、22Bには、それぞれスイッチ
ング素子である薄膜トランジスタ24R、24G、24
Bが接続されており、1つの絵素21aに属する3つの
薄膜トランジスタ24R、24G、24Bは同一の走査
線25に接続されている。
【0080】また、上記3つの薄膜トランジスタ24
R、24G、24Bはそれぞれ異なった信号線23R、
23G、23Bに接続されている。図8に例示した本発
明の液晶表示装置では、1つの絵素に属する3個の画素
電極22に表示信号を供給する3本の信号線23Bは、
すべて絵素の同じ側に配設されていたが、この例では、
信号線23R、23Gと信号線23Bとは1つの絵素の
両側に分割して配設されている。これらの信号線23は
すべて、接合領域および絵素21と絵素21との間の領
域を遮光するブラックマトリクス32により遮光される
領域に配設されている。ブラックマトリクスの分離幅
は、1枚のアレイ基板内の第1の絵素21aの間隔と、
接合線をまたいで隣接する第1の絵素21aとの間隔と
が実質的に等しくなるように設定されている。
【0081】薄膜トランジスタ24Rのドレイン電極2
4dと信号線23Rとの間には別の薄膜トランジスタ2
4G、24Bにつながる信号線23G、23Bがある
が、この部分は信号線23と走査線25との間の層間絶
縁膜のスルーホールを介して走査線材料で電気的に接続
されている。
【0082】このような構成を採用することにより、実
施形態3の例と比べて、信号線23と画素電極とを接続
する配線の交差の数を少なくすることができる。したが
って、交差部の容量を低減することができると同時に、
生産性も向上することができる。
【0083】このように、本発明の液晶表示装置によれ
ば、複数のアレイ基板乃至液晶表示パネルを直接並列接
続して大画面を得る液晶表示装置において、光の透過を
妨げる信号線23を、接続部が視認されないようにする
ために不可欠なブラックマトリクスの下部にまとめて配
設することにより、開口率の透過率の低下を抑えること
ができ、表示品質を向上することができる。
【0084】(実施形態5)上述の例では、表示に用い
られる絵素の幅と配設ピッチとが近似的に等しくなるよ
うな液晶表示装置において、絵素と絵素の間の領域に冗
長な絵素を配設した構成、絵素内の複数の画素電極に表
示信号を供給する複数の信号線を配設した構成について
説明したが、本発明の液晶表示装置においては、絵素と
絵素との間の領域に、表示信号を画素電極ごとに配設さ
れたスイッチング素子を介して供給する論理回路を配設
するようにしてもよい。
【0085】ここで論理回路は、少なくとも1個の非線
形スイッチング素子を備えるものとするが、ソース・ド
レインが画素電極と直接接続したいわゆる画素選択用の
薄膜トランジスタ、MIMなどの非線形スイッチング素
子は含まず、この画素選択用のスイッチング素子を介し
て、表示信号を画素電極に供給することができる回路の
ことをいう。論理回路としては、例えばシフトレジス
タ、データラッチ、RAM、EEPROMなどのメモ
リ、ディジタルコンパレータ、フリップフロップ、ある
いはこれらの回路を組み合わせた回路などをあげること
ができる。このような論理回路は、絵素ごとに配設する
ようにしてもよいし、絵素の列ごとに配設するようにし
てもよいし、また、表示領域を構成する絵素を複数のブ
ロックに分割し、この分割された絵素のブロックごとに
配設するようにしてもよい。 いずれの場合において
も、表示領域内の絵素の配設ピッチが近似的に等しくな
るような範囲内で論理回路を配設することにより、表示
品質に影響をおよぼすことなく、液晶表示装置の性能を
向上することができる。特に、前述したように複数のア
レイ基板乃至は液晶パネルを組み合わせて大型の表示画
面有する液晶表示装置を構成しようとする場合、複数の
アレイ基板の接合領域をまたいで隣接する絵素と、アレ
イ基板内で隣接する絵素との配設ピッチを、所定の方向
(例えば信号線方向、走査線方向)にそってはほぼ均等
にする必要がある。このような場合には、アレイ基板内
の絵素と絵素との配設ピッチは、複数のアレイ基板の接
合領域をまたいで隣接する絵素の配設ピッチに依存する
ことになる。このためアレイ基板内の絵素の配設ピッチ
は、例えば単位絵素の走査線方向または信号線方向の幅
とほぼ等しい程度の比較的大きな配設ピッチとなり、こ
の領域に上述のような画素電極に表示信号を供給するよ
うな論理回路を配設するようにすればよい。また論理回
路を配設した絵素と絵素との間の領域はブラックマトリ
クスなどにより遮光することが好ましい。なお、絵素と
絵素との間の領域に表示信号を処理する論理回路を配設
した本発明の液晶表示素子は、上述のような複数のアレ
イ基板乃至は液晶パネルを貼り合わせた液晶表示素子に
限らず、1枚のアレイ基板で構成した液晶表示素子に適
用するようにしてもよい。
【0086】図11は本発明の液晶表示装置を構成する
複数のアレイ基板と、このアレイ基板上に配列した絵素
の関係を模式的に示す図である。前述のように、アレイ
基板乃至は液晶パネルを複数枚接合する際に必要とされ
る非表示領域からなる貼り合わせ幅、すなわち液晶を封
じるのに必要なシール幅とパネル基板を接合するための
接続幅の合計は1絵素の幅に対して等しいかもしくは1
0%以内の差であることが望ましく、また、各アレイ基
板内に配列された絵素間の間隔はこの貼り合せ幅と同等
とすることで、継目部を視認し難しくすることができ
る。
【0087】したがって、図11(a)に例示したよう
2枚貼り合せ方式においては貼り合せ領域31および行
方向の絵素21a間に、図11(b)に例示した4枚貼
り合せ方式においては行方向及び列方向の絵素21a間
に、表示に寄与しない非表示部がそれぞれ生じることに
なる。本発明の液晶表示素子では、個々のアレイ基板の
表示に寄与する絵素と絵素との間の非表示領域(図11
の斜線の部分)に、スイッチング素子を介して画素電極
に表示信号を供給する論理回路を配設するようにすれば
よい。
【0088】(実施形態6)図12は本発明の液晶表示
素子の構成の例を模式的に示す図である。この液晶表示
装置では、1枚のアレイ基板内の絵素21aと21aと
の間の領域に、薄膜トランジスタ24のソース・ドレイ
ンを介して画素電極22に表示信号を供給する表示信号
処理回路50が配設されている。ここでは、1個の絵素
21aごとに1個の表示信号処理回路50が配設された
構成を説明する。
【0089】表示画面の構成要素である絵素21aに
は、隣接する絵素21aとの間の領域に、論理回路を有
する表示信号処理回路50が備わっている。図示しない
外部回路から供給されるディジタルな表示信号は、表示
信号処理回路50により処理され、ディジタルな表示信
号に対応したアナログな表示信号として、薄膜トランジ
スタ24(24R、24G、24B)のソース・ドレイ
ンを通じて絵素21aを構成する画素電極22(22
R、22G、22B)に印加される。すなわち、表示信
号処理回路50で生成されたアナログな表示信号電圧
は、薄膜トランジスタ24のオン・オフ制御により選択
的に画素電極22への書込み動作が行われる。
【0090】表示信号処理回路50ではどのような処理
を行ってもよく、必要に応じた構成を採用するようにす
ればよいが、ここに例示した表示信号処理回路50は、
デジタル表示信号を画素電極22へ印加するアナログ信
号に変換するD/A変換手段であるD/Aコンバータ5
1と、デジタルな表示信号を保持するメモリ手段である
データラッチ52と、メモリ手段への表示信号入力を制
御するゲート手段であるシフトレジスタ53とにより構
成されている。 それぞれD/Aコンバータへは基準信
号電圧Vref.を、データラッチへは表示信号S1を、シ
フトレジスタへはクロック(以下、CLKと呼ぶ)及び
書込み制御用のイネーブル信号(以下、ENAと呼ぶ)
を入力する。したがって、CLKとENAによって書込
みが許可されたデータラッチに表示信号S1が保持さ
れ、D/Aコンバータにより、表示信号S1に対応した
アナログな表示信号電圧Vs1が生成される。画素電極2
2への表示信号電圧Vs1の書込みは画素電極22毎に備
わっている例えば薄膜トランジスタ24などのスイッチ
ング素子によって制御される。この場合、走査線25か
ら薄膜トランジスタ24のゲート電極24gに印加され
る走査信号により、薄膜トランジスタ24がオン状態に
なると、薄膜トランジスタ24のソース・ドレインを通
じて、表示信号処理回路50で生成された表示信号に応
じたアナログ信号電圧が画素電極22へ書込みまれる。
なお、図12(a)では、1つの絵素21aを構成する
すべての画素電極22に対して、1つの表示信号処理回
路50から表示信号に対応した表示信号電圧Vs1を印加
するとともに、1つの絵素21aを構成する画素電極2
2に接続したすべての薄膜トランジスタ24のゲート電
極24gを同一の走査線25に接続した構成を例示し
た。
【0091】一方、図12(b)では、1つの絵素21
aを構成する画素電極22に対して、この絵素21aの
両側に配設された2つの表示信号処理回路50から表示
信号に対応した表示信号電圧Vs1を印加するとともに、
1つの絵素21aを構成する画素電極22に接続した薄
膜トランジスタ24のゲート電極24gを絵素21aの
両側に配設された複数の走査線25に接続している。例
えば図12(b)に例示したように、表示信号処理回路
50と画素電極22の接続方法を変えることによって配
線の交差部を減らすことができる(実施形態4参照)。
【0092】(実施形態7)図13は本発明の液晶表示
装置の構成の別の例を模式的に示す図である。この液晶
表示装置では、列方向に配列された第1の絵素21a毎
に表示信号処理回路50を構成している。図13では簡
単のため、複数の画素電極22からなる絵素21a、こ
れに対応した複数本の信号線23、走査線25をまとめ
て示している。そして、基準信号電圧、表示信号、CL
K、ENAの伝送を、例えば信号線23と平行に列設さ
れた第1の絵素21aを構成する画素22に対して、表
示信号供給回路34から供給する。
【0093】画素電極22への表示信号電圧が行われて
いる行方向の画素群については、引き続き走査線25に
薄膜トランジスタ24がONとなる走査信号電圧を走査
線駆動回路36より出力する。図14は1部領域の表示
画像のみが書き替えられるウィンドウが表示された表示
画面の様子を模式的に示す図である。
【0094】これにより、例えば図14に例示するよう
に表示内容の書き換えが行われる領域61と表示内容に
変更がない領域62とが表示画面60上に混在する場合
でも、表示内容を書き替える領域61にのみ表示信号を
供給することができる。したがって、例えば表示画面上
にウィンドウ表示がなされる場合で、所定のウィンドウ
内の表示内容が更新される場合などには、消費電力を低
減することができる。ここで表示信号供給回路34での
処理内容はどのようなものであってもよいが、例えばシ
フトレジスタとデータラッチによって構成される処理回
路34aの内選択された列へは表示信号が入力され、表
示領域内の表示信号処理回路50へ書き換える画像の表
示信号が伝送される。このような構成を採用すること
で、書き換えを行う絵素へのみデータ転送を行えばよい
ため、消費電力が低減するばかりではなく、書き換え周
波数を変えることもできる。
【0095】(実施形態8)図15は本発明の液晶表示
装置の構成のさらに別の例を模式的に示す図である。
この液晶表示装置は、図15に例示するように、表示信
号処理回路50内に表示信号に応じた(+)極性の表示
信号電圧+Vs1と(−)極性の表示信号電圧−Vs1を保
持したバッファ回路54を有し、メモリ手段52に保持
した表示信号の書き換えを行わない絵素21aについて
も極性反転を行うことができる構成となっている。
【0096】画素電極22へ書込む表示信号電圧Vs1の
極性を制御するセレクタ部55の構成は、図示しないセ
レクト信号Selを供給する手段からセレクト信号Selを
受けてバッファ部54に記録後、(+)極性のバッファ
部54aと(−)極性のバッファ部54bとの選択を行
う。ここで表示信号が書き換わる場合においても、選択
されていない極性のバッファ部54へは、新しい表示信
号電圧Vs1を保持することができる。したがって、画素
電極22への表示信号電圧Vs1の書込みと表示信号処理
回路50への表示信号の伝送を同時に行うこともでき
る。
【0097】(実施形態9)図16、図17は本発明の
液晶表示装置の構成のさらに別の例を模式的に示す図で
ある。図16に例示した液晶表示装置では、画像データ
としてはY/C信号が信号線23を介して隣接する絵素
21a毎に備わっている色変換マトリックス57に入力
される。色変換マトリックス57での処理内容はどのよ
うなものであってもよいが、隣接する絵素にそれぞれ同
等に分配することもできる。
【0098】また、図17に例示した液晶表示装置のよ
うに、1絵素22aにつき複数のY/C画像データ、例
えば、色変換マトリックス(i−1,j)57b、色変
換マトリックス(i,j)57a、色変換マトリックス
(i,j−1)57c、色変換マトリックス(i+1,
j)57dからRGBの表示信号を生成することもでき
る。この場合分配手段によっては最大階調よりも大きい
データが生成されることもあるが、その場合は次絵素へ
余剰分を再分配するなどすることにより、むらのない表
示を行うようにすることができる。
【0099】(実施形態10)図18は本発明の液晶表
示装置の構成の別の例を概略的に示す図である。この液
晶表示装置は、表示領域60を構成する画素22乃至は
絵素21を複数のブロックに分割し、この分割された絵
素ブロック71ごとに配設するようにしてもよい。
【0100】この液晶表示装置は、列方向に配列した画
素乃至は絵素について、少なくとも2つ以上の複数ブロ
ックに分割し、各ブロック毎に信号線駆動回路を備えた
ものである。ここでは、例えば表示領域60を構成する
すべての画素電極22を4個のブロック63a、63
b、63c、63dに分割しており、各ブロック毎に信
号線駆動回路34を配設している。ブロック63a、6
3b、63c、63dを構成する絵素21aは、信号線
駆動回路35a、35b、35c、35dにより別に駆
動される。この例では走査線駆動回路36はすべての絵
素21aを駆動する構成となっている。表示領域60内
の絵素21aの配設ピッチが近似的に等しくなるような
範囲内で信号線駆動回路35を配設しており、信号線駆
動回路35の配設に要する幅が表示品質に影響をおよぼ
すことはない。
【0101】このような構成を採用することにより、表
示画面60が大型化しても、表示信号の画素電極22へ
の書込み期間を4倍に長くすることができる。したがっ
て、容量の大きい液晶表示装置においてもコントラスト
を高くすることができ、表示品質を大幅に向上すること
ができる。
【0102】表示信号の書込み時には、走査線駆動回路
36から走査線25を介して薄膜トランジスタ24のゲ
ート電極24gに、薄膜トランジスタ24をオン状態に
する走査信号を印加する。一方、それぞれの信号線駆動
回路35への表示信号の供給は信号源からの画像データ
S1を表示信号処理回路50に入力し、各信号線駆動回
路35へデータを割り振って分割して伝送する。これに
より、前述した実施形態のように絵素21a毎に信号処
理回路50を持たない構成としても書込み時間を長くす
ることができる。
【0103】なお、信号源S1から信号線駆動回路35
までの表示信号の伝送は、ディジタルな表示信号でもア
ナログ表示信号でもよい。信号線駆動回路35にディジ
タルな表示信号が供給される場合には、前述したD/A
変換手段を備えた表示信号処理回路50と同様の構成を
信号線駆動回路35に備えるようにしてもよい。
【0104】また、例えば実施形態5乃至10で説明し
たような本発明の液晶表示装置においても、各信号処理
回路、画素選択用スイッチング素子をpoly−Siを
チャネル半導体膜とした薄膜トランジスタにより構成す
ることにより、スイッチング素子、走査線駆動回路、信
号線駆動回路、論理回路等を絶縁性基板上に一体的に形
成することができ、またアレイ基板上での設置に要する
面積を縮小し、さらに信号処理を高速化することができ
る。また、本発明は各実施形態に限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々組み合わせたり
変形したりして実施することができる。なお上述の実施
形態では液晶表示装置を例にとって説明したが、本発明
はマトリクス駆動型の表示装置、機能素子すべてに適用
することができる。例えばプラズマディスプレイパネ
ル、フィールドエミッションディスプレイ、X線検出
器、撮像装置等に適用するようにしてもよい。
【0105】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の液晶表示
装置によれば、液晶パネル乃至はアレイ基板を複数接合
して大きな表示画面を構成することができ、また画素欠
陥、パネル特性の個体差に由来する液晶パネルの組み合
わせ自由度の低下を抑制することができる。したがっ
て、液晶表示装置の生産性を向上することができる。ま
た、複数の液晶パネルの接合部が観測者から視認されな
いため、大きな表示画面と、高い表示品質を有する液晶
表示装置を提供することができる。
【0106】また、1つの絵素を構成する複数の画素電
極へ表示信号を供給する信号線を、絵素単位でまとめて
絵素と絵素との間に配設することにより、液晶表示装置
の光の透過率を向上することができる。
【0107】さらに本発明の液晶表示装置によれば、絵
素毎もしくは画素ブロック毎に信号処理回路もしくは信
号線駆動回路を備えている、画素電極への表示信号の書
き込み時間を大幅に長くとることができ、表示画面が大
きいなど、容量の大きい液晶表示装置においても余裕を
もって駆動することができ、表示品質を大きく向上する
ことができる。また表示信号を表示領域内までディジタ
ルな状態で伝送することもでき、クロストーク、ノイズ
の影響などを低減して、表示画面の大きさに依らず高品
位な画像を表示することができる。
【0108】また本発明の液晶表示装置によれば、表示
画面が大型で信号線が長くなり、信号線容量が大きくな
って信号波形になまりが生じる場合においても、絵素毎
での駆動が可能となるため、表示品質を大幅に改善する
ことができる。
【0109】また、本発明の液晶表示装置によれば、書
き換えを必要とする絵素のみに表示信号を伝送すること
ができ、また、書き換えは行わないが極性反転を必要と
する画素に対し、(+)極性電圧バッファと(−)極性
電圧バッファを持たせることができ、表示信号を伝送せ
ずに液晶層に印加する駆動電圧の極性反転を行うことが
できるため、焼き付きを防止し、消費電力を低減するこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の液晶表示装置の構成を概略的に示す
図。
【図2】図1に例示した本発明の液晶表示装置の一方の
液晶パネルのアレイ基板の構造を概略的に示す図。
【図3】本発明の液晶表示装置を構成するアレイ基板の
接合部の構造を拡大して概略的に示す図。
【図4】本発明の液晶表示装置の絵素の構成の例を拡大
して模式的に示す図。
【図5】4枚の液晶パネルを上下左右に張り合わせて構
成した本発明の液晶表示装置の構成の例を概略的に示す
図。
【図6】本発明の液晶表示装置を構成するアレイ基板の
構造を概略的に示す図。
【図7】図5に例示した本発明の液晶表示装置の液晶パ
ネルの接合部近傍について、4枚の液晶パネルとブラッ
クマトリクス、カラーフィルタの位置関係を説明するた
めの図。
【図8】本発明の液晶表示装置の一方の液晶パネルのア
レイ基板の構造を概略的に示す図。
【図9】本発明の液晶表示装置の第1の絵素を構成する
画素電極と信号線との関係を概略的に示す図。
【図10】表示領域のうち接続領域以外の部分の画素電
極部分を拡大して模式的に示す図。
【図11】本発明の液晶表示装置を構成する複数のアレ
イ基板と、このアレイ基板上に配列した絵素の関係を模
式的に示す図。
【図12】本発明の液晶表示素子の構成の例を模式的に
示す図。
【図13】本発明の液晶表示装置の構成の別の例を模式
的に示す図。
【図14】1部領域の表示画像のみが書き替えられるウ
ィンドウが表示された表示画面の様子を模式的に示す
図。
【図15】本発明の液晶表示装置の構成のさらに別の例
を模式的に示す図。
【図16】本発明の液晶表示装置の構成のさらに別の例
を模式的に示す図。
【図17】本発明の液晶表示装置の構成のさらに別の例
を模式的に示す図。
【図18】本発明の液晶表示装置の構成の別の例を概略
的に示す図。
【図19】従来の液晶表示装置の構成の例を概略的に示
す図。
【符号の説明】
10…………液晶表示装置 11,12…………液晶パネル 11a,12a………アレイ基板 21………絵素 21a………第1の絵素 21b………第2の絵素 22…………画素電極 22R………画素電極(赤) 22G………画素電極(緑) 22B………画素電極(青) 23…………信号線 23a………信号線パッド 24…………薄膜トランジスタ 25…………走査線 25a………走査線パッド 31…………シール領域 31a………開口部 32…………ブラックマトリクス 33…………カラーフィルタ 33R………カラーフィルタ(赤) 33G………カラーフィルタ(緑) 33B………カラーフィルタ(青) 34…………表示信号供給手段 35…………信号線駆動回路 36…………走査線駆動回路 41,42,43,44…………液晶パネル 41a………アレイ基板 50…………表示信号処理回路 51…………D/Aコンバータ 52…………データラッチ 53…………シフトレジスタ 54…………バッファ回路 55…………セレクタ部 57…………色変換マトリックス 60…………表示領域 63a,63b,63c,63d…………ブロック 71…………絵素ブロック
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 木崎 幸男 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式 会社東芝 生産技術研究所内 (72)発明者 伊藤 剛 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式 会社東芝 生産技術研究所内 (72)発明者 森 三樹 神奈川県横浜市磯子区新磯子町33 株式 会社東芝 生産技術研究所内 (56)参考文献 特開 平8−76074(JP,A) 特開 平8−122769(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G02F 1/1335 500 G02F 1/1368

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 接合された複数の絶縁性基板からなり、
    前記複数の絶縁性基板上にわたってマトリクス状に配列
    された絵素領域と、前記絵素領域内に複数並列して配設
    された画素電極とを有する第1の基板と、対向電極が配
    設された第2の基板と、前記第1の基板と前記第2の基
    板とに挟持された液晶層とを具備し、前記絵素領域は前
    記複数の絶縁性基板の接合線の両側から1列ごとに列設
    された第1の絵素領域と、前記絶縁性基板内で前記第1
    の絵素領域と交互に列設された第2の絵素領域とからな
    り、前記第1の基板または前記第2の基板のいずれか一
    方に、少なくとも隣接する前記第1の絵素領域の間の領
    域を遮光するように配設された遮光手段をさらに具備し
    たことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁性基板は、第1の絵素領域を構
    成する前記画素電極に表示信号を供給する第1の信号線
    と、第2の絵素領域を構成する前記画素電極に前記表示
    信号を供給する第2の信号線とを具備し、前記第1の信
    号線と前記第2の信号線とは前記絶縁性基板の異なった
    側に引き出されたことを特徴とする請求項1に記載の液
    晶表示装置。
  3. 【請求項3】 接合された複数の絶縁性基板からなり、
    複数の絶縁性基板上にまたがってマトリクス状に配列さ
    れた絵素領域と、前記絵素領域内に複数並列して配設さ
    れた画素電極と、前記絵素領域内で前記画素電極と接続
    して配設されたスイッチング素子と、前記絶縁性基板内
    で隣接する前記絵素領域の間であって前記接合線と平行
    方向の領域に配設され、表示信号を前記スイッチング素
    子を介して前記画素電極に供給する論理回路とを備えた
    第1の基板と、 対向電極が配設された第2の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板とに挟持された液晶層
    と、 前記第1の基板または前記第2の基板のいずれか一方に
    配設され、隣接する前記絵素領域の間であって前記論理
    回路が配設される側の領域を、前記絵素領域の前記接合
    線の垂直方向の幅とほぼ同じ間隔で前記接合線の方向と
    平行に遮光する遮光手段とを具備したことを特徴とする
    液晶表示装置。
  4. 【請求項4】 接合された複数の絶縁性基板からなり、 複数の絶縁性基板上にまたがってマトリクス状に配列さ
    れた絵素領域と、前記絵素領域内に複数並列して配設さ
    れた画素電極と、前記マトリクス状に配列した絵素領域
    前記接合線の方向と平行方向に延びた複数の領域に分
    割するよう前記絵素領域に複数配設され、前記分
    割された領域毎に前記画素電極に表示信号を供給する
    号線駆動回路と、前記画素電極と前記表示信号を供給す
    信号線駆動回路との間に介挿され、前記表示信号を選
    択的に前記画素電極に供給するスイッチング素子と前記
    絶縁性基板内で隣接する前記絵素領域の間の領域に配設
    され、表示信号を前記スイッチング素子を介して前記画
    素電極に供給する複数の信号線とを備えた第1の基板
    と、 対向電極が配設された第2の基板と、 前記第1の基板と前記第2の基板とに挟持された液晶層
    と、 前記第1の基板または前記第2の基板のいずれか一方に
    配設され、隣接する前記絵素領域の間であって前記信号
    線駆動回路が配設される側の領域を、前記絵素領域の前
    記接合線の垂直方向の幅とほぼ同じ間隔で前記接合線の
    方向と平行に遮光する遮光手段とを具備したことを特徴
    とする液晶表示装置。
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