JP4826850B2 - 電気光学装置及び電子機器 - Google Patents

Description

この発明は、電気光学装置及びこれを用いた電子機器に関し、特に絶縁性基板とその対向基板間に液晶等の電気光学物質を有する表示パネル構成において、絶縁性基板上の対向基板と重なり合わない張出し領域で、表示パネルを駆動するのに必要な信号及び電源を伝達する配線パターンの隣り合う配線間の絶縁性を確保できるように改善した電気光学装置及び電子機器に関するものである。

液晶表示装置、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）装置、プラズマディスプレイ装置等の電気光学装置においては、その表示パネルを駆動するドライブ用ＩＣを電気光学装置を構成する絶縁性基板上の実装領域に搭載する、チップオングラス（以下、ＣＯＧと略す）実装が多く用いられる。このＣＯＧ実装では、ドライブ用ＩＣへの映像信号データや電源などの入出力は、絶縁性基板上の実装領域に形成された導電性の配線を介して行われる。なお、ＣＯＧを使用しない構成、例えばドライブ用ＩＣを絶縁性基板上に半導体プロセスにて作り込んだ場合にも、ドライブ用ＩＣへの映像信号データや電源などの入出力は、絶縁性基板上の実装領域に形成された導電性の配線を介して行われる。

従来の液晶表示装置では、ＣＯＧ実装されたドライブ用ＩＣへ映像信号および電源電圧を入力する内部配線の抵抗値を低減したり、配線間の絶縁を確保する目的で、多層構造における異なる層の導電膜を用いたり、信号入力用内部配線と電源入力用内部配線とを絶縁膜を介して異なる層の導電膜で形成しているものがある（例えば、特許文献１参照）。

特開２００３−２５５３８１号公報

ところで、表示パネルの問題点としては、電気光学装置の表示パネルが高精細になるに従い、配線パターン間の間隔が狭ピッチになって配線間の絶縁性が保てなくなる傾向にある。

上記の特許文献１は、配線間の絶縁を確保するのに、信号入力用内部配線と電源入力用内部配線間の絶縁を絶縁膜を介して異なる層に形成することで行っているが、最も線間ピッチが狭くならざるを得ないソース配線やゲート配線などの隣り合う配線同士の絶縁を確保することについては何ら考慮されていないという問題がある。

そこで、本発明は上記の問題に鑑みてなされたものであり、表示パネルが高精細になり、配線の密集度が高くなっても隣り合う配線間の絶縁性を保つことができる電気光学装置及び電子機器を提供することを目的とするものである。

本発明による電気光学装置は、表示領域と、前記表示領域から張出した張出し領域と、を有した基板を備え、前記基板の前記張出し領域には、複数の端子電極部を配設した端子電極部領域と、前記複数の端子電極部のそれぞれに電気的に接続する複数の配線を延在して形成する配線延在形成領域と、を有する電気光学装置であって、前記端子電極部領域において隣り合う前記電極端子部に電気的に接続される第１配線及び第２配線、並びに、第３配線及び第４配線は、前記配線延在形成領域においてそれぞれ第１絶縁層を介して、前記複数の配線が延在する方向に平面視で重なるように同じ位置に配設され、前記配線延在形成領域において、前記第１配線と第３配線は同じ層上に隣り合う位置に配設されるとともに、前記第２配線と第４配線は同じ層上に隣り合う位置に配設され、前記第１配線に電気的に接続される前記端子電極部は、前記複数の配線が延在する方向と交差する方向に曲がって前記第２配線と前記第４配線との間の領域に延在された前記第１配線と、当該第１配線上の前記第１絶縁膜に形成されたコンタクトホールによって電気的に接続されていることを特徴とする。
また、本発明による上記電気光学装置は、前記第２配線、前記第４配線、及び前記第１絶縁層の上には第２絶縁層が形成され、前記第２配線に電気的に接続される前記端子電極部と、前記第４配線に電気的に接続される前記端子電極部は、前記第２配線上及び前記第４配線上の前記第２絶縁層に形成された第２コンタクトホールによって、前記第２配線及び前記第４配線にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする。

この発明の構成によれば、表示面側と背面側の２枚の基板が重なり合わない張出し領域において、最も線間ピッチが狭くにならざるを得ないソース配線やゲート配線などの隣り合う配線同士の絶縁を確保することが可能となる。更には、第３基板との接続を行うコンタクトホール同士の絶縁を確保することができるので、配線密度が高くなった場合にも隣り合う配線のコンタクトホール間の絶縁性を高め、クロストークの発生を防ぐことができる。

本発明において、前記複数の第１配線と前記複数の第２配線は、前記複数の第１配線と前記複数の第２配線からなる複数のゲート配線のグループと、前記複数の第１配線と前記複数の第２配線からなる複数のソース配線のグループからなり、前記複数のゲート配線のグループは、前記複数のソース配線のグループと前記延在方向に直交する方向に離れて配置されることを特徴とする。

この発明の構成によれば、表示面側と背面側の２枚の基板が重なり合わない張出し領域において、最も線間ピッチが狭くにならざるを得ないソース配線やゲート配線などの隣り合う配線同士の絶縁を確保することが可能となる。
また、この発明の構成によれば、ゲート線やソース線などの信号線は、表示パネルが高精細になるほど、信号線数が多くなり信号線間のピッチが狭く密集し易いので、隣り合う信号線を二層に配置することで、信号線間の絶縁性を高めるのに有効である。
また、電源線を除く信号線同士が密集すると、クロストークが生じ易くなるが、隣り合う信号線を二層に配置することで、層間の絶縁性や線間距離の増大により、信号線間のクロストークの発生を抑えるのに有効である。
また、この発明の構成によれば、張出し領域における配線の密集度は、外部入力用のインターフェースとして使用される基板（外部入力用基板）の出力端における配線の密集度に大きく影響される。一方、外部入力用基板は、省スペース的にも、製造コスト低減の面からも、配線密度を高くせざるを得ないのが現状である。従って、張出し領域における配線の密集度は、高精細化の影響もあって高くなる傾向にあるが、本発明のように隣り合う配線の少なくとも一部を少なくとも二層に配置することで、配線密度が高くなった場合にも隣り合う配線間の絶縁性を高め、クロストークの発生を防ぐことができる。

本発明による電子機器は、上述した前記電気光学装置を表示手段として有することが好ましい。

この発明の電子機器によれば、配線間の絶縁性を確保した信頼性の高い電子機器を実現できる。

本発明の実施例１の電気光学装置の模式的な平面図。 図１におけるＫ−Ｋ線断面図。 従来技術を示す断面図。 図１の張出し領域における、ゲート配線及びソースドライバの入力側配線を拡大して示す平面図。 図４におけるＪ−Ｊ線断面図。 図１の張出し領域におけるゲート配線（Ｇ）領域のＬ1−Ｌ1線断面の一例を示す図。 図１の張出し領域におけるゲート配線（Ｇ）領域のＬ1−Ｌ1線断の他の例を示す面図。 図１の張出し領域におけるソース配線（Ｓ，Ｓ’）領域のＬ2−Ｌ2線断面の一例を示す図。 図１の張出し領域におけるソース配線（Ｓ，Ｓ’）領域のＬ2−Ｌ2線断面の他の例を示す図。 本発明の実施例２に係り、図１の張出し領域における、ゲート配線及びソースドライバの入力側配線を拡大して示す平面図。 図１０におけるＨ−Ｈ線断面図。 本発明の実施例３に係り、図１の張出し領域における、ゲート配線及びソースドライバの出力側配線の三層構造を示す断面図。 電気光学装置を用いた電子機器の外観を示す図。

発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明の実施例１の電気光学装置の模式的な平面図を示している。この実施例１では、電気光学装置として液晶表示装置を例に説明する。

液晶表示装置としては、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリックス型、パッシブマトリックス型、ＴＦＤ（Thin Film Diode：薄膜ダイオード）アクティブマトリックス型の液晶表示装置などのいずれであってもよい。

図１において、液晶表示装置１０は、ＴＦＴアレイ基板１と、対向基板２と、ＴＦＴアレイ基板１の張出し領域１ａの配線と電気的に接続したフレキシブルプリント基板３と、を備えている。

ＴＦＴアレイ基板１は、ガラス等の絶縁性部材で形成された絶縁性基板を備え、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ）や該ＴＦＴのゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓ，Ｓ’が形成され、さらにゲートドライバ１１及びソースドライバ１２が配置されている。

対向基板２は、ＴＦＴアレイ基板１と対向して液晶材料を挟持するものである。対向基板２はＴＦＴアレイ基板１の全面と対面しておらず、ＴＦＴアレイ基板１の一部は、対向基板２から張り出して張出し領域１ａを形成している。

本実施例では、上記ゲートドライバ１１はＴＦＴアレイ基板１上に作り込まれており、ゲートドライバ１１の入力側のゲート配線Ｇは走査制御信号入力用配線のほかにゲートドライバ１１に電源電圧を供給する電源入力用配線を含んでいる。また、上記ソースドライバ１２はドライブ用ＩＣチップで構成され、該ＩＣチップの底面側の図示しない入力側電極，出力側電極をＡＣＦ（異方性導電シート）を用いてソース配線の入力側配線Ｓ’，出力側配線Ｓにそれぞれ接続固定している。ソース配線Ｓ’はソースドライバ１２の入力側の配線であって映像信号入力用配線のほかにソースドライバ１２に電源電圧を供給する電源入力用配線を含み、ソース配線Ｓはソースドライバ１２の出力側の配線であって表示領域１ｂの複数の液晶画素それぞれを駆動する各ＴＦＴ（図示せず）のソースに駆動信号を供給する信号線を形成している。

ＴＦＴアレイ基板１は、図示しないＴＦＴやゲートドライバ１１及びそのゲート配線が形成され、対向基板２に対面した表示領域１ｂと、フレキシブルプリント基板３の配線の端子部と電気的に接続する端子電極部４やソースソースドライバ１２及びそのソース配線Ｓ’，Ｓが形成された張出し領域１ａとの、２つの領域を有している。

ＴＦＴアレイ基板１の一部を構成する張出し領域１ａには、その表面に端子電極部４やソースドライバ１２が形成され、内部にゲート配線Ｇとソースドライバ１２の入出力配線を構成するソース配線Ｓ’，Ｓが形成されている。

図２は図１におけるＫ−Ｋ線断面図を示している。

図２おいて、ＴＦＴアレイ基板１を構成する絶縁性基板（例えばガラス基板）Ｉ0の上にはゲート配線Ｇ1及びソース配線Ｓ1が形成され、その上に第１絶縁層Ｉ1が形成され、さらに第１絶縁層Ｉ1上にはゲート配線Ｇ2及びソース配線Ｓ2が形成された後、その上に第２絶縁層Ｉ2が形成されている。

本発明の実施例１では、ゲート配線Ｇ、及び、ソースドライバ１２の出力側のソース配線Ｓは、隣り合う配線がそれぞれ第１、第２の絶縁層Ｉ1，Ｉ2に交互に形成されている。このようにソース配線Ｓ及びゲート配線Ｇは隣り合う配線が１本おきに第１、第２の絶縁層Ｉ1，Ｉ2に交互に配置されているので、ゲート配線Ｇの配線間の絶縁性を確保することができる一方、ソースドライバ１２の出力側においてソース配線Ｓの信号線間の絶縁性を確保し且つ信号線間のクロストークの発生を抑えることができる。ソースドライバ１２の入力側のソース配線Ｓ’については、図４及び図５において後述する。

図２の構成を、従来から行なわれている多層配線技術と比較してみる。図３は従来技術を示している。図３において、(a)は図１のＫ−Ｋ線断面に相当するものであり、(b)は図１の端子電極部４の配線並び方向に沿った断面に相当するものである。図３(a)，(b)に示すように、ガラス基板）Ｉ0の上にソース配線Ｓのみを形成し、その上に第１絶縁層Ｉ1を形成し、さらにその第１絶縁層Ｉ1の上にはゲート配線Ｇを形成した後、第２絶縁層Ｉ2を形成する二層構造となっている。第２絶縁層Ｉ2のみを貫通して、或いは第１、第２絶縁層Ｉ1，Ｉ2を貫通してコンタクトホール４ａが形成され、第２絶縁層Ｉ2の表面には端子電極部４が形成されている。表面の端子電極部４はコンタクトホール４ａを介して内部のソース配線Ｓ’及びゲート配線Ｇそれぞれに電気的に接続している。

図４は図１の張出し領域１ａにおける、ゲート配線及びソースドライバ１２の入力側の配線を拡大して示している。また、図５は図４におけるＪ−Ｊ線断面図を示している。

図４に示す平面図では、ソース配線Ｓ’及びゲート配線Ｇの端部には、フレキシブルプリント基板３の配線（図示せず）の端子部と一対一に電気的に接続する端子電極部４がある。ソース配線Ｓ’及びゲート配線Ｇは上から平面的に見ると、配線同士が狭ピッチで隣接して配置されている。しかしながら、図５から明らかなように、ソース配線Ｓ’及びゲート配線Ｇは隣り合う配線が１本おきに第１、第２絶縁層Ｉ1，Ｉ2に交互に配置されているので、ソースドライバ１２の入力側においても出力側（図２参照）と同様に、隣り合う配線間の絶縁性を確保し且つ配線間のクロストークの発生を抑えることができる。しかも、図４に示すように、ソース配線Ｓ’及びゲート配線Ｇの各配線の端子電極部４のコンタクトホール４ａは、隣り合うコンタクトホール４ａの形成位置が配線が並んだ方向に沿って１本おきに線方向にずれて形成されている。コンタクトホール４ａの上部即ち第２絶縁層Ｉ2の表面に電極部４が形成されていることは前述した通りである。従って、隣り合う端子電極間の間隔は、コンタクトホール４ａ間の間隔ｘとほぼ同等となり、隣接する配線同士で一直線状に並ぶようにコンタクトホールを形成した場合に比べて、その間隔ｘは大きくなり、隣り合う端子電極間の絶縁性を高めることができる。

図６及び図７は図１の張出し領域１ａにおけるゲート配線（Ｇ）領域のＬ1−Ｌ1線断面図を示している。図６は図１のゲート配線（Ｇ）領域の第２絶縁層Ｉ2内に形成されているゲート配線Ｇ2（図２及び図５参照）におけるＬ1−Ｌ1線断面図を示し、図７は図１のゲート配線（Ｇ）領域の第１絶縁層Ｉ1内に形成されているゲート配線Ｇ1（図２及び図５参照）におけるＬ1−Ｌ1線断面図を示している。

図８及び図９は図１の張出し領域１ａにおけるソース配線（Ｓ，Ｓ’）領域のＬ2−Ｌ2線断面図を示している。ＣＯＧとしてのドライブ用ＩＣが存在している場合である。図８は図１のソース配線（Ｓ，Ｓ’）領域の第２絶縁層Ｉ2内に形成されているソース配線Ｓ2，Ｓ2’（図２及び図５参照）におけるＬ2−Ｌ2線断面図を示し、図９は図１のソース配線（Ｓ，Ｓ’）領域の第１絶縁層Ｉ1内に形成されているソース配線Ｓ1，Ｓ1’（図２及び図５参照）におけるＬ2−Ｌ2線断面図を示している。

次に、本発明の実施例２として、隣り合う配線が実施例１と同様に二層に配置されるが、上下に重なった位置に配置される場合について説明する。

図１０は本発明の実施例２に係り、図１の張出し領域１ａにおける、ゲート配線及びソースドライバ１２の入力側の配線の一部を拡大して示している。また、図１１は図１０におけるＨ−Ｈ線断面図を示している。

図１１に示されるように、第１絶縁層Ｉ1のゲート配線Ｇ1と第２絶縁層Ｉ2のゲート配線Ｇ2とが上下に（即ち垂直方向に）重なった位置に配置され、また第１絶縁層Ｉ1のゲート配線Ｇ1’と第２絶縁層Ｉ2のゲート配線Ｇ2’とが上下に重なった位置に配置されている。このように上下に重なった位置に配置されていても、隣り合う配線が上下の２つの絶縁層Ｉ1，Ｉ2にそれぞれ配置されているため、配線間の絶縁性を確保することができる。

このように上下に重なった位置に配置されているときの張出し領域１ａの端部における、端子電極部の形成の仕方は、例えば図１０のように下の第１絶縁層Ｉ1の配線を端子電極部領域において湾曲させ（点線にて示す）、上の第２絶縁層Ｉ2に対して位置的にずらしたパターン設計とし、その位置的にずらした配線（点線部分）からコンタクトホール４ａにて端子電極部４を形成する。このときのコンタクトホール４ａの位置も、配線が並んだ方向に対して隣接する配線とは線方向にずらすことにより隣り合う配線間の絶縁性を高めた構成となっている。

さらに、図１０に示されるように、ソース配線Ｓ’については互いに隣接する配線同士が平面的に見ると全く隙間なく並んで配置されている。この場合にも、図１１に示されるように、ソース配線にはコンタクトホール４ａが設けられていて、図４の場合と同様に隣り合うコンタクトホール４ａの形成位置が配線が並んだ方向に沿って１本おきに線方向にずれて形成されているために、隣り合う端子電極間の絶縁性を高めた構成となっている。

図１２は本発明の実施例３に係り、図１の張出し領域１ａにおける、ゲート配線及びソースドライバ１２の出力側配線の三層構造の断面図を示している。

図１２おいて、ＴＦＴアレイ基板１を構成する絶縁性基板（例えばガラス基板）Ｉ0の上にはゲート配線Ｇ1及びソース配線Ｓ1が形成され、その上に第１絶縁層Ｉ1が形成され、さらに第１絶縁層Ｉ1上にはゲート配線Ｇ2及びソース配線Ｓ2が形成され、その上に第２絶縁層Ｉ2が形成され、さらに第２絶縁層Ｉ2上にはゲート配線Ｇ3及びソース配線Ｓ3が形成された後、その上に第３絶縁層Ｉ3が形成されている。

本実施例３では、ゲート配線Ｇ、及び、ソースドライバ１２の出力側のソース配線Ｓは、隣り合う配線がそれぞれ第１、第２、第３の絶縁層Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3に交互に形成されている。このようにソース配線Ｓ及びゲート配線Ｇは隣り合う配線を１本おきに第１、第２、第３の絶縁層Ｉ1，Ｉ2，Ｉ3に交互に配置すると、液晶表示装置の高精細化等に伴ってゲート配線Ｇ及びソース配線Ｓの本数が非常に増えた場合でも、基板面積を増大させることなく、ゲート配線Ｇの配線間の絶縁性の確保、ソースドライバ１２の出力側ソース配線Ｓの信号線間の絶縁性の確保、並びに、信号線間のクロストークの発生を抑えることができる。

ソースドライバ１２の入力側のソース配線Ｓ’を三層構造とした場合についても、図４及び図５における二層構造に加えてもう一層増えるが、これら三層の各層から配線の線方向（長さ方向）に沿って隣り合う配線間で互いにずらしてコンタクトホールを形成して基板表面側へ導出することによって端子間で必要な間隔を保ち絶縁性を高めた構成とできることは勿論である。

図１３は液晶表示装置１０を用いた電子機器の外観図を示している。

図１３(a)は、携帯電話機２１であり、その前面上方に表示部として液晶表示装置１０を備えている。図１３(b)は、腕時計２２であり、本体の前面中央に液晶表示装置１０を用いた表示部が設けられている。図１３(c)は、携帯情報機器２３であり、液晶表示装置１０からなる表示部と入力部２４とを備えている。これらの電子機器は、液晶表示装置１０の他に、図示しないが、表示情報出力源、表示情報処理回路、クロック発生回路などの様々な回路や、それらの回路に電力を供給する電源回路などからなる表示信号生成部を含んで構成される。表示部には、例えば携帯情報機器の場合にあっては入力部２４から入力された情報等に基づき表示信号生成部によって生成された表示信号が供給されることによって表示画像が形成される。

なお、本実施形態の液晶表示装置１０が組み込まれる電子機器としては、携帯電話機、腕時計、および携帯情報機器に限らず、ノート型パソコン、電子手帳、電卓、ＰＯＳ端末、ミニディスクプレーヤなど様々な電子機器が考えられる。

本発明は、液晶表示装置に限定されず、ＥＬ装置、プラズマディスプレイ装置等の電気光学物質を用いた電気光学装置及びこれを用いた電子機器に広く応用することが可能である。

１…ＴＦＴアレイ基板、１ａ…張出し領域、１ｂ…表示領域、２…対向基板、３…フレキシブルプリント基板、１０…液晶表示装置、１１…ゲートドライバ、１２…ソースドライバ（ドライブ用ＩＣ）、Ｇ…ゲート配線、Ｓ…ソース配線、Ｉ0…絶縁性基板、Ｉ1…第１絶縁層、Ｉ2…第２絶縁層。

Claims (3)

1. 表示領域と、前記表示領域から張出した張出し領域と、を有した基板を備え、前記基板の前記張出し領域には、複数の端子電極部を配設した端子電極部領域と、前記複数の端子電極部のそれぞれに電気的に接続する複数の配線を延在して形成する配線延在形成領域と、を有する電気光学装置であって、
   前記端子電極部領域において隣り合う前記電極端子部に電気的に接続される第１配線及び第２配線、並びに、第３配線及び第４配線は、
   前記配線延在形成領域においてそれぞれ第１絶縁層を介して、前記複数の配線が延在する方向に平面視で重なるように同じ位置に配設され、
   前記配線延在形成領域において、前記第１配線と第３配線は同じ層上に隣り合う位置に配設されるとともに、前記第２配線と第４配線は同じ層上に隣り合う位置に配設され、
   前記第１配線に電気的に接続される前記端子電極部は、前記複数の配線が延在する方向と交差する方向に曲がって前記第２配線と前記第４配線との間の領域に延在された前記第１配線と、当該第１配線上の前記第１絶縁膜に形成されたコンタクトホールによって電気的に接続されていることを特徴とする電気光学装置。
2. 前記第２配線、前記第４配線、及び前記第１絶縁層の上には第２絶縁層が形成され、前記第２配線に電気的に接続される前記端子電極部と、前記第４配線に電気的に接続される前記端子電極部は、前記第２配線上及び前記第４配線上の前記第２絶縁層に形成された第２コンタクトホールによって、前記第２配線及び前記第４配線にそれぞれ電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の電気光学装置。
3. 請求項１又は２に記載の電気光学装置を表示手段として備えることを特徴とする電子機器。

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