JP6539567B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置に係り、特に表示領域および外形が矩形ではない表示装置に関する。
表示装置の一つである液晶表示装置では、画素電極および薄膜トランジスタ(TFT)等を有する画素がマトリクス状に形成されたTFT基板と、TFT基板に対向して対向基板が配置され、TFT基板と対向基板との間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。液晶表示装置はフラットで軽量であることから、色々な分野で用途が広がっている。
液晶表示装置に表示領域や外形は矩形のものが多いが、自動車に使用される表示装置、種々のゲーム等に使用される表示装置等では、表示領域や装置の外形が矩形でない表示装置に対する要求も存在する。表示領域が矩形でない場合は、矩形の場合に比べ、周辺駆動回路のレイアウトが複雑になる。特許文献1には、表示装置が矩形でない場合であっても、走査線駆動回路を同一のシフトレジスタの繰り返しによって形成した構成が記載されている。
特開2008−292995号公報
表示領域が矩形でないと表示装置の周辺に配置される周辺回路や配線のレイアウトは、表示領域が矩形である場合とは異なってくる。また、表示装置が矩形でないと、表示領域が矩形の場合には生じなかった問題が生ずる。以後、矩形でない表示領域を異形表示領域といい、パネルの外形が矩形でない表示パネルを異形表示パネルという。
異形表示パネルの場合でも、高い解像度を要求される場合が多い。画面縦方向の解像度は、一般には走査線の数によって決まり、画面横方向の解像度は映像信号線の数によって決まる。走査線駆動回路はシフトレジスタで構成される単位走査線駆動回路の繰り返しによって形成されている。
もっとも単純なシフトレジスタは4個のトランジスタ、VDD、VSS、2個のクロック(2相クロック)で構成することが出来る。しかし、縦方向の解像度が増加するにしたがって、付加的な機能を有するトランジスタを追加し、また、回路を合理的にレイアウトするために、3相以上のクロックを使用することがある。
一方、外形のサイズは一定のまま、表示領域のサイズを大きくしたいという要求があり、この場合、いわゆる額縁の幅を小さくする必要がある。走査線駆動回路は表示領域の外側に形成されるが、配線の数やトランジスタの数が多くなると、狭額縁とすることが困難になる。これを対策するために、通常の矩形画面の場合には、配線と配線の間にトランジスタを配置することによって、レイアウト面積を節約している。
しかし、異形表示パネルの場合、配線を異形表示領域に沿わせて配置する必要があるので、画面が矩形の場合における額縁を狭くするレイアウトが必ずしも、異形パネルの場合に額縁を小さくするとは限らない。本発明の課題は、異形表示領域で、走査線の数が多い場合でも、額縁の幅を小さくすることを可能とする回路配置を実現することである。
本発明は上記課題を克服するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。
(1)表示領域が矩形ではない、異形表示領域を有する表示装置であって、前記異形表示領域に沿って走査線駆動回路が形成され、前記走査線駆動回路は、3相以上のクロックを供給するクロック配線及び電源を供給する電源配線を有するバス配線群と、トランジスタを5個以上含むシフトレジスタを構成する単位回路によって構成され、前記バス配線と前記単位回路は別領域に形成され、前記バス配線と前記単位回路は交差しないことを特徴とする表示装置。
(2)前記クロックは4相であることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(3)前記単位回路と前記バス配線群は隣り合って配置されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(4)前記バス配線群は、第1のバス配線群と第2のバス配線群に分けられ、前記第1のバス配線群と前記第2のバス配線群との間に前記単位回路が配置していることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(5)前記単位回路および前記バス配線群が形成された領域と、前記異形表示領域との間にはコモン配線が形成されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(6)前記走査線駆動回路を構成する前記単位回路は、同一のレイアウトによって形成されていることを特徴とする(1)に記載の表示装置。
(7)前記表示装置は、外形が矩形ではない、異形表示パネルを有することを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の表示装置。
(8)前記表示装置は、液晶表示装置であることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の表示装置。
異形表示パネルの例である。 異形表示領域の周辺部に走査線駆動回路が配置された例である。 走査線駆動回路の単位回路の等価回路の例である。 走査線駆動回路の構成例である。 走査線駆動回路に供給されるクロックが4相である場合のタイミングチャートの例である。 外形および表示領域が矩形の場合の表示装置の平面図である。 表示領域が矩形の場合の、バス配線と単位回路の配置例である。 異形表示パネルにおいて本発明を使用しない場合の単位回路とバス配線の配置例である。 本発明による単位回路とバス配線の配置例である。 本発明を使用した場合のバス配線と単位回路のレイアウトの例である。 同一単位回路を使用する場合のバス配線と単位回路の関係を示す例である。 同一単位回路を使用する場合のバス配線と単位回路の関係を示す他の例である。 同一単位回路を使用する場合のバス配線と単位回路の関係を示すさらに他の例である。 単位回路とバス配線の位置関係を示す例である。 単位回路とバス配線の位置関係を示す他の例である。 単位回路とバス配線の位置関係を示すさらに他の例である。 異形表示パネルの他の例である。 本発明による単位回路とバス配線の配置の他の例である。
以下に実施例を用いて本発明を詳細に説明する。
図1は異形表示パネルの例である。図1は、表示領域1000、外形とも、上下が直線で、側部が曲線であるようなレーストラック状となっている。図1はTFTや走査線、映像信号線が形成されているTFT基板側の平面図である。図1において、表示領域1000には、横方向に走査線11が延在し、縦方向に映像信号線31が延在し、走査線11と映像信号線31で囲まれた領域に画素が形成されている。
図1において、表示領域1000より下側には、セレクタ20とICドライバ30とが配置されている。ICドライバ30よりも外側には、フレキシブル配線基板と接続するための端子領域150存在している。表示領域1000の映像信号線31にはセレクタ20を介してICドライバ30から映像信号が供給される。映像信号線31は、表示領域1000の横方向の画素分存在するが、ICドライバ30からセレクタ20までの信号線の数は、例えば、映像信号線の数の1/3である。なお、映像信号線の数をNdとし、ICドライバ30からセレクタ20までの信号線の数をNvとすると、Nd/Nv=nで、nは2以上の整数となっている。なお、セレクタ20は、映像信号線31の数が多くなった場合、ICドライバ30と映像信号線31とを接続する、いわゆる映像信号線引き出し配線の配線数を削減し、配線面積を節約する手段である。セレクタ20は、ICドライバから出力される信号を時分割で映像信号線30に供給するスイッチが集積されたものであり、RGBスイッチと称される場合もある。本発明は、セレクタを使用しない場合にも適用することが出来る。
表示領域1000の両側には、走査線11に走査信号を供給するための走査線駆動回路10が存在している。走査線駆動回路10は、シフトレジスタで構成される単位回路の組み合わせで形成されている。単位回路は、走査線11ごとに形成されている。走査線駆動回路10は表示領域1000に沿って形成される。
図2は、異形表示パネルの場合の単位回路15の配置例である。図2のR、G、Bはそれぞれ赤画素、緑画素、青画素を示している。点線で囲まれた領域に単位回路15が配置される。図2は、図1の表示領域における左下部分の端部の拡大である。図2に示すように、異形表示パネルにおける単位回路15を走査線の延長線上に配置した場合、単位回路15に信号等を供給する配線も異形表示領域に合わせて屈曲することになる。縦方向の解像度が増加するに従い、単位回路を構成するシフトレジスタも複雑となり、また、走査線駆動回路に必要なクロック配線数も多くなる。つまり、もっとも単純なシフトレジスタは4個のトランジスタ、VDD、VSS、2個のクロック(2相クロック)で構成することが出来るが、走査線の数が増大するに従い、単位回路を構成するトランジスタの数が5個以上、走査線駆動回路におけるクロック数が3相以上となる場合が生ずる。本発明は、このような場合において、異形表示領域の時に、走査線駆動回路の占める面積を最小にする構成を与えるものである。単位回路と表示領域との間には、画素に対して映像信号を時分割で供給するためのセレクタSELと、セレクタSELと映像信号線駆動回路とを接続する映像信号線引き出し線と、その他の配線(図2では、これらの配線をまとめてWGで表示している)と、が設けられている。
図3はシフトレジスタを構成する単位回路の例である。単位回路には、VDD、VSS、第1クロックGCK1、第2クロックGCK2、リセット信号RES、前段からの信号GIN−1等が供給される。単位回路からは、VOUT1から走査線に走査信号が供給され、VOUT2から次段の単位回路に信号が供給される。VOUT1とVOUT2は同期している。VDDはトランジスタT10、T11等に所定の電圧を供給し、T10、T11をON状態にして、T10の端子間およびT11の端子間を所定の電圧に保っている。また、T10およびT11の一方の端子が高電圧になる場合に、他方の端子との電圧差を緩和する役割がある。VSSは、一般には低電圧(Low電圧/アース電圧)が供給される。
図3において、RESにリセットパルスが供給されると、トランジスタT8がONになり、このON信号がT11を介してT6に供給され、低電位VSSがVOUT1に供給される。また、このON信号がT11を介してT15に供給され、低電位VSSがVOUT2に供給される。
図3において、走査信号は、第1クロックと同期して走査線に供給される。前段からGIN−1にパルスが供給されると、トランジスタT1、T5をONにして低電位VSSがVOUT1に供給され、また、T14をONさせて低電位VSSがVOUT2に供給される。ここで、端子GIN−1がOFFになっても図3における端子Nd2はトランジスタT5、T14に対しON状態を保つ電位となっている。
この状態は、GCK1における第1クロックがVOUT1およびVOUT2に供給される状態となっている。つまり、第1クロックのパルスが走査信号としてVOUT1に供給され、同時にVOUT2から次段のシフトレジスタの単位回路に供給される。その後、GCK2における第2クロックがONになると、ノードNd2にVSSが供給されて、トランジスタT5およびT14をOFFにし、第1パルスが供給されるGCK1とVOUT1およびVOUT2から遮断される。
第2クロックがONになるとトランジスタT3がONになり、第2クロックの電位がT11を介してノードNd3に伝わり、トランジスタT6をONし、VSSがVOUT1に供給される。同時にノードNd3の電位はトランジスタT15をONさせ、VSSがVOUT2に供給される。第2クロックがONになるごとにVOUT1およびVOUT2にVSSすなわち低電位が供給され続けることになる。
図3における各トランジスタの役割は次のとおりである。T1は前段からの信号を転送するトランジスタであり、トランジスタT2は、トランジスタT5のゲートを固定するためのバッファトランジスタであり、T3はノードNd3をチャージするためのトランジスタであり、トランジスタT4はゲート線の出力をLowに固定するためのトランジスタであり、T5はゲート線にON信号を供給するときのバッファトランジスタである。T6は非選択時のゲート線をLowに固定するためのトランジスタであり、T7は前段からの信号(GIN−1)によってノードNd3をVSSに固定するトランジスタであり、T8はスタート信号RESが入力されたときに、ノードNd3をHighの状態にリセットするトランジスタであり、T9はゲート線をLow状態にリセットするためのバッファトランジスタである。T10およびT11は端子間の電圧を緩和するためのトランジスタであり、T14はゲート信号がONの時に、次段への出力を転送するためのバッファトランジスタであり、T15はゲート信号がOFFの時に、VOUT2をLowに固定するためのトランジスタである。
走査線駆動回路は、以上で説明した単位回路を走査線の数分繰り返したものである。走査線の数が多くなると、回路数も多くなり、レイアウトの都合状、クロックを3相以上とし、そのうちから、各回路ユニットに、必要なクロックを取り出すことが行われる。図4は、クロックが4相である場合の走査線駆動回路の例である。
図4において、最初の段の単位回路はVSRINであり、2段目以下はVSR1が繰り返される。図4において、RES信号はVSRINのGIN−1端子にスタートパルスとして供給される。2段目以降のGIN−1には、前段のVOUT2が供給される。図4において、VCK1、VCK2、VCK3、VCK4には位相の異なるクロックパルスが供給される。
図5は、スタートパルスであるRESとクロックパルスVCK1、VCK2、VCK3、VCK4のタイミングチャートである。図4における単位回路は、GCK1、GCK2に対応して、VCK1、VCK3のペアあるいは、VCK2、VCK4のペアが使用されている。
トランジスタ4個で構成される単純なシフトレジスタであれば、回路配置の面積は大きな問題にはならない。しかし、図3〜図5で説明したように、高精細画面になると、走査線駆動回路においてトランジスタの数が増大し、また、配線数も増大する。図6は通常の矩形の液晶表示パネルの平面図である。図6において、矩形の表示領域1000の両側に走査線駆動回路10が配置し、下側にセレクタ20、ICドライバ30、端子領域150等が配置している。
図6のような矩形パネルであれば、走査線駆動回路10に電源や信号を供給するバス配線を直線的に規則的にレイアウトすることが出来るので、図7に示すように、バス配線とバス配線の間にトランジスタ等を配置することによって、走査線駆動回路10の占める面積の増大を防ぐことが出来る。なお、図7の点線100はパネル端を示している。すなわち、図7では、バス配線とバス配線の隙間に単位回路を構成するトランジスタ等を配置している。しかし、異形パネルの場合、異形表示領域に沿わせて走査線駆動回路を配置するので、走査線駆動回路を直線上に配置することが出来ない。
そうすると、図8に示すように、バス配線の屈曲が多くなる。図8におけるバス配線の屈曲部AAには、配線間にトランジスタ等を配置することが困難である。単位回路15内に領域AAが存在すると、単位回路15のスペースが大きくなり、結局、全体としては、走査線駆動回路の占める面積が大きくなり、額縁領域が大きくなってしまう。なお、図8の点線100はパネル端を示している。
本発明はこの問題を対策するものであり、図9は、本発明の模式回路図である。図9において、シフトレジスタを構成する5個以上のトランジスタを有する単位回路15はまとめられてバス配線群WWとバス配線群WWの間に配置されている。図9において、右側に配置されている幅の大きな配線はコモン電圧Vcomを供給する配線である。なお、図9の点線100はパネル端を示している。
図9のような配置とすることによって、バス配線をまとめて最も面積の小さいレイアウトとし、また、単位回路15は単位回路15が配置される位置に合わせて最も小さい面積のレイアウトとすることが出来る。そして、異形表示領域の形状に合わせて、走査線駆動回路全体として、必要面積を最も小さくするレイアウトとすることが出来る。また、図9のような構成とすることによって、殆ど同じレイアウトの単位回路15の繰り返しによって走査線駆動回路10を構成することが出来る。ここで、殆ど同じという意味は、クロックが3相以上の場合、単位回路の場所によって、使用するクロックが異なるから、そのための配線が異なることがあるという意味である。
図10は、図3に示す単位回路を本発明によってレイアウトした図である。図10におけるトランジスタT1〜T14は図3におけるT1〜T14に対応している。図10においては、クロック配線は、VCK1〜VCK4の4本あるが、単位回路では、VCK2およびVCK4が使用され、VCK4が図3におけるGCK1に、VCK2が図3におけるGCK2に対応している。図10において、T5と接続するVOUT1が走査線に接続する。
図10の特徴は、単位回路を構成するトランジスタT1〜T14は同じ領域にまとまって配置され、単位回路に電源やクロックを供給するバス配線は、単位回路を挟んで両側にまとまって配置されていることである。図10では、クロック配線VCK1〜VCK4およびVDDは単位回路の左側にまとまって配置され、VSS、RES、Vcomは単位回路の右側にまとまって配置されている。単位回路とバス配線とは、接続配線CLによって接続されている。また、隣接する単位回路は、連結配線CBによって接続されている。それら配線を単位回路の構成要件としてもよい。このように配置することによって、単位回路として同じ構成を使用することが出来る。
図10において、図の右側が表示領域になる。つまり、単位回路およびこれと接続するバス配線群と、表示領域と、の間に幅の広いコモン配線Vcomが存在している。また、図10における導電層311はVcomとは別層に設けられたコモン電圧が供給される導電層である。尚、コモン配線Vcomと導電層311とを一体に形成してもよい。図10のコモン配線Vcom又は導電層と、表示領域との間には映像信号引出し線が設けられる場合があるが、走査線駆動回路と映像信号線引き出し線との間にVSSおよびVCOMが配置されるので、映像信号と走査線駆動回路の干渉を防止することが出来る。
図11、12、13は、図1における領域A、B、Cに対応する走査線駆動回路における、バス配線W1〜W6と単位回路15のレイアウト例である。図11〜13において、単位回路の左側には4本のクロック配線を含む6本のバス配線(配線群)W1〜W6配置している。また、単位回路の右側には幅の広いVcomが配置している。図11乃至図13に示すように、領域A、B、Cによって、バス配線W1〜W6のレイアウトは異なってくる。しかし、図11乃至図13の単位回路を同じ2つのクロック(W2およびW4が対応)で動作させる場合、コンタクトホール50の配置を変えるだけで、完全に同じレイアウトの単位回路15を使用することが出来る。また、単位回路とバス配線とを接続する接続配線CLについても、同じレイアウトとすることが出来る。図11において、バス配線は、第1の方向である、図中左右方向に延在、単位回路に近接する箇所で、第2の方向である、図中上下方向に延在している。図12において、バス配線は第2の方向に延在している。図13では、バス配線は図中左から、第1方向に延在し、第2方向に屈曲している。図11と図13とでは、一方の接続配線が、バス配線が屈曲している箇所において接続している。つまり、一つの接続配線とバス配線の一つとは、バス配線が第1の方向に延在し、かつ、第2の方向に延在する箇所において接続されている。これにより、単位回路のレイアウトを共通化し、かつ、接続配線のレイアウトを共通化したとしても、バス配線の引き回しを最適化することができる。尚、図18に示しているように、単位回路とバス配線との、第1の方向における間隔をL1とL2とのように異ならせることも可能である。
本発明は、走査線駆動回路10を駆動するための信号あるいは電源のバス配線をまとめて配置し、走査線駆動回路を構成する各単位回路の構成要素をまとめて配置することが特徴である。図14〜図16はまとめられたバス配線WWと単位回路15の配置の例である。図14は、バス配線WWを2つのバス配線群にまとめ、まとめられた単位回路15を2つのバス配線群WWの間に配置した例である。図15は、バス配線WWを1つのバス配線群にまとめ、まとめられた単位回路15の左側に配置した例である。図16は、バス配線WWを1つのバス配線群にまとめ、まとめられた単位回路15の右側に配置した例である。このように、本発明によれば、異形表示パネルにおいて、色々な形状の異形表示領域に合わせて容易に走査線駆動回路10を配置することが出来るとともに、額縁領域を小さくすることが出来る。
以上は、図1に示す異形表示パネルについて説明したが、本発明は、図1の形状に限らず、例えば図17に示すような別な形状の異形表示パネルについても適用することが出来る。また、本発明は、液晶表示装置の他、有機EL表示装置にも適用することが出来る。
10…走査線駆動回路、 11…走査線、 15…単位回路、 20…セレクタ、 30…ICドライバ、 31…映像信号線、 50…コンタクトホール、 100…パネル端、 150…端子領域、 WW…バス配線群

Claims (7)

  1. 表示領域と、走査線駆動回路が存在する周辺領域とが配置した基板を有する表示装置であって、
    前記走査線駆動回路は、クロック信号を供給するクロック配線群と電源を供給する第1の電源線を有する第1の配線群と、第2の電源線を有する第2の配線群と、各々が5個以上のトランジスタを有する複数の単位回路によって構成され、
    前記複数の単位回路は、前記周辺領域において、平面で視て、前記第1の配線群と前記第2の配線群の間に存在し、
    前記第2の配線群は、平面で視て、前記複数の単位回路と前記表示領域との間に存在し、
    前記第1の電源線は、平面で視て、前記第1の配線群のうちで、前記複数の単位回路に最も近接し、
    前記第2の電源線は、平面で視て、前記第2の配線群のうちで、前記複数の単位回路に最も近接し、
    前記クロック配線群は、平面で視て、前記第1の電源線と前記基板の端部との間に存在し、
    前記複数の単位回路は、お互いに隣り合う第1の単位回路と第2の単位回路を有し、
    前記第1の単位回路と前記第2の単位回路は連結配線によって接続し、
    前記連結配線は、平面で視て、前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に存在し、
    前記第1の単位回路と前記第2の単位回路とは、互いに第2の方向において隣接しており、前記第1の単位回路と前記第2の単位回路とは前記第2の方向と交差する方向である第1の方向に、互いにシフトしていることを特徴とする表示装置。
  2. コモン配線は、前記第2の配線と前記表示領域との間に存在し、
    前記第2の配線群は、リセット信号を前記複数の単位回路に供給するリセット線を有し、
    前記リセット線は、平面で視て、前記第2の電源線と前記コモン配線との間に存在していることを特徴とする請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1の電源線と前記第2の電源線との間に存在する前記第1の単位回路の前記第1の方向における第1の幅は、前記第1の電源線と、前記第2の電源線との間に存在する前記第2の単位回路の前記第1の方向における第2の幅と実質的に同一であることを特徴とする請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記複数の単位回路の各々は、前記第1の配線群または前記第2の配線群と接続する接続配線群を有していることを特徴とする請求項3に記載の表示装置。
  5. 前記クロック配線群の各々は、前記第1の方向に延在するX部分と、前記第1の方向とは異なる前記第2の方向に延在するY部分を有し、
    前記第1の単位回路と前記クロック配線群のうちの第1のクロック配線とを接続する、前記接続配線群のうちの第1の接続配線は、前記第1のクロック配線のうち、前記第2の方向に延在するY部分と接続し、
    前記第2の単位回路と前記クロック配線群のうちの第2のクロック配線とを接続する、前記接続配線群のうちの第2の接続配線は、前記第2のクロック配線のうち、前記第1の方向に延在するX部分と接続していることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記クロック配線群のうちの第1のクロック配線は、前記第1の方向に延在するX部分を有し、かつ、前記第2の方向に延在するY部分を有し、
    前記接続配線のうちの第1の接続配線は、前記第1の方向に延在するX部分を有し、かつ、前記第2の方向に延在するY部分を有し、
    前記第1の接続配線のY部分は、前記第1のクロック配線のY部分と接続し、前記第1の接続配線のX部分は、前記第1の単位回路と接続し、
    前記第1の単位回路のトランジスタは、平面で視て、前記第1の接続配線と、前記連結配線との間に存在していることを特徴とする請求項4に記載の表示装置。
  7. 前記第1の電源線の前記第1の方向の幅は、前記第2の電源線の前記第1の方向幅よりも小さく、
    前記コモン配線の前記第1の方向の幅は、前記第2の電源線の前記第1の方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項6に記載の表示装置。
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