(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリクス状に配線された複数の信号線及び複数の走査線の各交差部に画素が配置された表示部と、
各信号線にデータ信号を出力する複数の出力線と、
各々の出力線を１水平期間内にｎ（ｎ：２以上の整数）本の信号線に切り替え接続するために出力線と信号線との間に配置された複数のスイッチと、
各スイッチの制御電極にオン・オフ制御用の制御信号を供給するｎ本のスイッチ制御信号線と、
各スイッチの制御電極をｎ本のスイッチ制御信号線のいずれかにそれぞれ接続する複数の電極パターンと、を備え、
各電極パターンの長さが等しく、各電極パターンの形状が、スイッチ制御信号線のすべてと平面的に重畳し且つ実質的に同一の形状であることを特徴とする平面表示装置用アレイ基板。
【請求項２】
前記電極パターンと前記スイッチ制御信号線は、絶縁層を介して積層されたものであって、両者は絶縁層に形成されたコンタクトホールにより電気的に接続されることを特徴とする請求項１の平面表示装置用アレイ基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】  本発明は、平面表示装置用アレイ基板に関し、詳しくは、信号線駆動回路の電極構造に関する。
【背景技術】
【０００２】  ワープロ、パーソナルコンピュータ及び携帯テレビなどでは、薄型で軽量の平面表示装置が広く用いられている。とくに液晶表示装置は、薄型、軽量及び低消費電力化が容易なことから、盛んに開発が行われており、高解像度で大画面サイズのものが比較的低価格で手に入るようになってきている。【０００３】  液晶表示装置の中でも、信号線と走査線の各交点付近にスイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）を配置したアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、発色性に優れ、残像が少ないことから、今後の主流になると考えられている。【０００４】  アモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、信号線駆動用ＩＣ及び走査線駆動用ＩＣをフレキシブル配線基板上に実装して構成されたテープ・キャリア・パッケージ（ＴＣＰ）が用いられている。このＴＣＰをアレイ基板の外部接続端子に電気的に接続することによって、信号線駆動用ＩＣ及び走査線駆動用ＩＣがアレイ基板上の各画素電極にそれぞれ電気的に接続され、画素トランジスタが駆動される。【０００５】  このアモルファスシリコンＴＦＴを用いた液晶表示装置では、アレイ基板上の各信号線にＴＣＰから映像信号を供給するために多数の接続配線が必要となるため、画素の高精細化を図る場合に接続配線間に十分なピッチを確保することが困難となる。そこで、例えば特開２００１−１０９４３５号公報に記載の技術が知られている。この技術は、信号線駆動回路を、アレイ基板上に形成した切替回路とＴＣＰ上に実装された信号線駆動用ＩＣとで構成し、隣接する２つの信号線と信号線駆動用ＩＣからの１つの接続配線とを、切替回路内の１対のスイッチにより１水平走査期間内で切り換えて接続することにより、２つの信号線に時分割で映像信号を供給するものである。【０００６】  上記の切替回路において、１対のスイッチの各ソース電極は共に信号線駆動用ＩＣからの共通の接続配線にそれぞれ接続され、各ドレイン電極は隣接する別々の信号線にそれぞれ接続され、各ゲート電極は別々のスイッチ制御信号線に接続される。そして、各ゲート電極に供給されるスイッチ制御信号により、接続配線に接続される信号線の切り替えが行なわれる。【０００７】  スイッチのゲート電極とスイッチ制御信号線は電極パターンにより接続される。この電極パターンは、スイッチ制御信号線に接続するコンタクトホールの位置に合わせてレイアウトされる。このため、１対のスイッチについて見てみると、各スイッチ制御信号線からそれぞれのゲート電極までの長さが左右のスイッチで異なり、電極パターンの面積にも差が生じることから、寄生容量が不均一なものとなる。このため、隣接する画素間においてデータ信号の充電時間が異なり、表示ムラの要因となることがあった。【０００８】  また、上記のようなレイアウトでは、長さの異なる電極パターンが交互に連続しているため、長さの違いを見つけにくく、目視によりパターン異常を発見しにくいという問題があった。【０００９】  さらに、電極パターンとスイッチ制御信号線との接続を変える場合は、コンタクトホール形成レイヤの変更だけでなく、電極パターンも変更しなければならず、これに伴い複数の���スクを変更しなければならないため、設計変更に費用がかかり、接続形態の異なる他の駆動方式への変更に柔軟に対応することが難しいという問題があった。
【発明の開示】
【００１０】
第１の本発明の平面表示装置用アレイ基板は、マトリクス状に配線された複数の信号線及び複数の走査線の各交差部に画素が配置された表示部と、各信号線にデータ信号を出力する複数の出力線と、各々の出力線を１水平期間内にｎ（ｎ：２以上の整数）本の信号線に切り替え接続するために出力線と信号線との間に配置された複数のスイッチと、各スイッチの制御電極にオン・オフ制御用の制御信号を供給するｎ本のスイッチ制御信号線と、各スイッチの制御電極をｎ本のスイッチ制御信号線のいずれかにそれぞれ接続する複数の電極パターンと、を備え、各電極パターンの長さが等しく、各電極パターンの形状が、スイッチ制御信号線のすべてと平面的に重畳し且つ実質的に同一の形状であることを特徴とする。
【００１１】
本発明では、スイッチの制御電極とスイッチ制御信号線とを接続する電極パターンの長さを等しくし、その電極パターンの形状を、スイッチ制御信号線のすべてと平面的に重畳し且つ実質的に同一の形状とする。これにより、すべてのスイッチにおいて寄生容量が均一となるので、寄生容量の不均一による表示ムラを解消することができ、良好な表示特性を得ることができる。また、電極パターンの長さの違いを見つけやすく、目視によるパターン異常を容易に発見することができ、パターン異常の早期発見によって工程歩留まりを向上させることができる。
【００１２】  第２の本発明は、上記平面表示装置用アレイ基板において、前記電極パターンと前記スイッチ制御信号線は、絶縁層を介して積層されたものであって、両者は絶縁層に形成されたコンタクトホールにより電気的に接続されることを特徴とする。
【００１３】  本発明では、電極パターンとスイッチ制御信号線とをコンタクトホールにより電気的に接続する。これにより、コンタクトホールの形成レイヤを変更するだけで、電極パターンとスイッチ制御信号線との接続位置を変更でき、設計変更にかかるコストを低減できる。また、接続形態の異なる他の駆動方式への変更にも柔軟に対応できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】［図１］一実施形態の平面表示装置の構成を示す回路図である。
［図２］図１に示す信号線切替回路の構成を示す回路図である。
［図３］比較例の信号線切替回路の構成を示す回路図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】  以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。【００１６】  図１の回路図に示すように、本実施形態の平面表示装置は、アレイ基板１００上の表示部１０１に、走査線Ｇ１〜Ｇｍ（以下、適宜「走査線Ｇ」という）と、信号線Ｓ１〜Ｓｎ（以下、適宜「信号線Ｓ」という）がマトリクス状に配線されており、走査線Ｇと信号線Ｓの各交差部に画素が配置される。各画素は、画素トランジスタ１０２、画素電極１０３、補助容量１０６を備える。画素電極１０３と対向配置される共通電極１０４が、図示しない対向基板上に形成される。画素電極１０３と共通電極１０４との間には液晶層１０５が保持される。画素電極１０３には補助容量１０６が並列に接続される。補助容量１０６には、図示しない補助容量線を介して所定の補助容量電圧が与えられる。【００１７】  表示部１０１の上端部には信号線駆動回路部１１１が配置される。表示部１０１の左右端部には走査線駆動回路１１５が接続される。表示部１０１は、４つのブロックに分割されており、信号線Ｓはブロック毎に所定数の信号線群に区分される。各信号線には、それぞれのブロック毎に配置された同一構成の信号線駆動回路部１１１からデータ信号が供給される。【００１８】  信号線駆動回路部１１１は、４つの信号線駆動用ＩＣ１１２と、４つの信号線切替回路１１３とで構成される。信号線駆動用ＩＣ１１２は、後述の出力線にデータ信号を出力するとともに、各種信号を出力する。信号線切替回路１１３は、信号線駆動用ＩＣ１１２から供給されるデータ信号を１水平走査期間内で各信号線群における総ての信号線に切り替えて出力する。信号線駆動用ＩＣ１１２は、ＴＣＰ１２０−１〜１２０−４に実装され、信号線切替回路１１３は、アレイ基板１００上に形成される。ＴＣＰ１２０−１〜１２０−４は、その一方の側辺がアレイ基板１００の一辺に形成された外部接続端子に接続され、他方の側辺が外部駆動回路２００に接続される。【００１９】  走査線駆動回路１１５は、画素トランジスタ１０２を導通させて信号線Ｓから画素電極１０３へデータ信号を書き込むための走査信号を、走査線Ｇ１〜Ｇｍに順次出力する。走査線駆動回路１１５は、アレイ基板１００上に実装される。【００２０】  外部駆動回路２００には、コントロールＩＣ２０１、及び図示しない電源回路やインターフェース回路などが実装される。【００２１】  コントロールＩＣ２０１は、外部から入力されるデータ信号を各信号線への出力順に従って並び替えて出力するほか、データ信号と同期して入力される基準クロック信号に基づいて各種タイミング信号、クロック信号、制御信号などを生成して出力する。より具体的には、コントロールＩＣ２０１は、走査線駆動回路１１５にはスタート信号、クロック信号を供給し、信号線駆動用ＩＣ１１２には並び替えたデータ信号、レジスタ制御信号、クロック信号、ロード信号などを供給する。【００２２】  またコントロールＩＣ２０１は、本実施の形態におけるスイッチのオン・オフ制御用の制御信号（スイッチ制御信号）の制御機能を含み、信号線切替回路１１３にスイッチ制御信号を供給する。【００２３】  上記のようなアレイ基板１００を備えた液晶表示装置は、アレイ基板１００と図示しない対向基板とを所定間隔をもって対向配置し、その周囲をシール材で貼り合わせ、アレイ基板１００と対向基板との間に液晶層１０５を封入することで構成される。【００２４】  図２の回路図に示すように、信号線切替回路１１３には、スイッチＡＳＷ１，ＡＳＷ２，ＡＳＷ３，ＡＳＷ４，…ＡＳＷｎ−１，ＡＳＷｎ（以下、適宜「ＡＳＷ」又は「スイッチＡＳＷ」という）が配置される。ここでは、一例としてスイッチＡＳＷはＭＯＳ構造のスイッチとする。各スイッチＡＳＷのドレイン電極には信号線Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，…Ｓｎ−１，Ｓｎが接続される。信号線駆動用ＩＣ１１２からは出力線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｘ（以下、適宜「出力線Ｄ」という）が配線される。【００２５】  各スイッチＡＳＷにより、各出力線Ｄは１水平期間内にｎ（ｎ：２以上の整数）本の信号線Ｓに切り替え接続される。本実施形態では、一例としてｎの値を２とする。１つの出力線Ｄが隣接する２つのＡＳＷの各ソース電極と共通に接続される。【００２６】  すなわち、１つの出力線Ｄについて２つのＡＳＷが一対で配置され、２つのＡＳＷの各ソース電極は１つの共通の出力線Ｄに接続され、また各ドレイン電極は対応する別々の信号線Ｓにそれぞれ接続される。【００２７】  信号線駆動用ＩＣ１１２から信号線切替回路１１３に対してｎ本のスイッチ制御信号線ＡＳＷＬが配線される。ここでは、一例としてｎの値は２であるので、信号線切替回路１１３は、２本のスイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，ＡＳＷＬ２（以下、適宜「ＡＳＷＬ」又は「スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ」という）を有する。【００２８】  各スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，ＡＳＷＬ２は、各スイッチＡＳＷ１，ＡＳＷ２，ＡＳＷ３，ＡＳＷ４，…ＡＳＷｎ−１，ＡＳＷｎのそれぞれの制御電極（ゲート電極）と１つおきにそれぞれ接続される。【００２９】  本実施の形態におけるＡＳＷは、例えばｎ型のＴＦＴとする。この場合、例えばスイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１にハイ電位のスイッチ制御信号ＡＳＷ１Ｕが供給されると、ＡＳＷ２，ＡＳＷ４，…ＡＳＷｎがオンして、出力線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｘに出力されたデータ信号が信号線Ｓ２，Ｓ４，…Ｓｎに供給される。【００３０】  一方、スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ２にハイ電位のスイッチ制御信号ＡＳＷ２Ｕが供給されると、ＡＳＷ１，ＡＳＷ３，…ＡＳＷｎ−１がオンして、出力線Ｄ１，Ｄ２，…Ｄｘに出力されたデータ信号が信号線Ｓ１，Ｓ３，…Ｓｎ−１に供給される。【００３１】  本実施形態では、１水平走査期間内に２回のデータ書き込み期間が設けられている。例えば１回目のデータ書き込み期間ではスイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１にハイ電位のスイッチ制御信号ＡＳＷ１Ｕが供給され、２回目のデータ書き込み期間ではスイッチ制御信号線ＡＳＷＬ２にハイ電位のスイッチ制御信号ＡＳＷ２Ｕが供給される。これにより、１水平走査期間で信号線Ｓ２，Ｓ４，…Ｓｎと、信号線Ｓ１，Ｓ３，…Ｓｎ−１とが切り替わり、１水平ライン分のデータ信号の画素電極への書き込みが可能となる。この様な駆動方式は信号線選択方式と呼ばれる。信号線選択方式の採用により、外部からアレイ基板１００に接続される出力線Ｄの実装本数を削減することができる。【００３２】  図２において、スイッチＡＳＷ１，ＡＳＷ２，ＡＳＷ３，ＡＳＷ４，…ＡＳＷｎ−１，ＡＳＷｎの各ゲート電極と、スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，ＡＳＷＬ２との間は、金属製の電極パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐｎ−１，Ｐｎ（以下、適宜「電極パターンＰ」という）により接続される。【００３３】  各電極パターンＰは、スイッチ制御信号線ＡＳＷＬの全てにそれぞれ平面的に重畳し且つ実質的に同一の形状となるように形成される。ここでは、ｎの値が２であるので、各スイッチＡＷＳのゲート電極から延出された各電極パターンＰは、１つおきに同一のスイッチ制御信号線ＡＳＷＬに接続される。【００３４】  電極パターンＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４，…Ｐｎ−１，Ｐｎとスイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，２とは、コンタクトホールＣ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４，…Ｃｎ−１，Ｃｎ（以下、適宜にコンタクトホールＣという）により電気的に接続されている。電極パターンＰとスイッチ制御信号線ＡＳＷＬは、図示しない絶縁層を介して積層されており、この絶縁層に形成されるコンタクトホールＣにより、電極パターンＰは所定のスイッチ制御信号線ＡＳＷＬとのみ電気的な導通を得る。【００３５】  上記構成によれば、すべての電極パターンＰが各スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，ＡＳＷＬ２と平面的に重畳し且つ実質的に同一形状のパターンで形成されているので、電極パターンＰの面積がほぼ同一となり、各スイッチＡＳＷの寄生容量もほぼ均一となる。【００３６】  続いて、比較例の信号線切替回路の電極構成について説明する。図３に示すように、比較例の信号線切替回路では、スイッチ制御信号線ＡＳＷＬ１，ＡＳＷＬ２から左右一対のスイッチＡＳＷの各ゲート電極までの電極パターンの長さが左右で異なるため、電極パターンの面積にも差が生じ、この結果、左右のスイッチＡＳＷで寄生容量が不均一となっている。なお、図３では、図１と同等部分については図１と同一符号で示す。【００３７】  これに対し、本実施形態の電極構成によれば、すべてのＡＳＷにおいて寄生容量がほぼ均一となるので、隣接する画素におけるデータ信号の充電時間もほぼ等しくなり、表示ムラが解消して良好な表示特性を得ることができる。【００３８】  また、本実施形態の電極構成によれば、図２に示すように、同一形状の電極パターンが連続して配置されることになるため、長さの違いを見つけやすく、目視によるパターン異常を容易に発見することができる。これにより、パターン異常の早期発見が可能となるので、工程歩留まりを向上させることができる。【００３９】  さらに、電極パターンＰとスイッチ制御信号線ＡＳＷＬの電気的な接続は、コンタクトホールを形成する位置により適宜に設定することができるので、電極パターンＰとスイッチ制御信号線ＡＳＷＬとの接続を変える場合は、コンタクトホール形成レイヤだけを変更すればよく、メタルのパターンを変更する必要がない。これにより、複数のマスクを変更する必要がなく、設計変更にかかるコスト増を少なくすることができる。さらには、接続形態の異なる他の駆動方式への変更にも柔軟に対応できるようになり、回路設計の自由度を広げることが可能となる。【００４０】  本実施の形態では、信号線駆動用ＩＣ１１２から取り出し��１つの出力線Ｄを一対のスイッチＡＳＷで分岐して２本の信号線に接続する構成について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。１つの出力線Ｄをｎ（ｎ：２以上の整数）個のＡＳＷで分岐してｎ本の信号線に接続する構成とすることができる。【００４１】  また、本実施の形態では、表示部１０１を４つのブロックに分割して、それぞれのブロック毎に信号線駆動用ＩＣ１１２と信号線切替回路１１３を配置した例について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、表示部１０１の分割数をさらに多くてもよいし、あるいは表示部１０１を分割せず単一としてもよい。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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