(57)【要約】【課題】  引き回し配線を直線で平行に配置することで、接続パッド列の配列方向の幅によって決められていた外周領域を縮小し、また、引き回し配線の抵抗値を均一化した液晶表示装置を提供する。【解決手段】  カラーフィルタ１０５の配列方法を変え、サブピクセルレンダリングを用いることによって、従来よりも大きな画素幅で従来と同じような表示を行うことができる、画素幅の大きい液晶表示装置を用いることにより、接続パッド１０３の数を減少させ、接続パッド列の幅によって決められていた外周領域を縮小した液晶表示装置を提供できる。  また、引き回し配線１０４を直線で平行に配置することで、製造上の工程変化をすることなく簡単に引き回し配線１０４の抵抗値を均一化した液晶表示装置を提供できる。【選択図】図３
2005338142.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の外側の外周領域と、を備える液晶表示装置であって、
第１の基板と、
第２の基板と、
前記第１の基板の内面と前記第２の基板の内面との間に封入された液晶層と、
前記表示領域において、前記第１の基板の内面上に形成された複数の第１電極配線と、
前記表示領域において、前記第２の基板の内面上に前記複数の第１電極配線と交差するように形成された複数の第２電極配線と、
前記第１電極配線に沿って交互に配置された２色の着色層から構成される第１の列および第２の列と、前記第１の列および／または第２の列と隣接して前記第１電極配線に沿って配置され、前記２色の着色層と異なる１色の着色層から構成される第３の列と、を備えるカラーフィルタ層と、
前記第１の基板上の前記外周領域に形成され、該第１の基板の特定辺に沿って並置された複数の第１接続パッドと、
前記複数の第１接続パッドと前記表示領域に含まれる全ての前記複数の第１電極配線をそれぞれ接続し、一方向に延在し互いに平行に配置された複数の引き回し配線と、
を有する液晶表示装置。
【請求項２】
前記複数の第１電極配線は、一方向に延在し互いに平行に配置され、
前記複数の引き回し配線のそれぞれは、接続される前記第１電極配線と同一方向に延在する、請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記第２の基板は、前記複数の第１接続パッドのそれぞれと対向する位置に第２接続パッドを備え、
前記第１の基板と前記第２の基板の対向する接続パッドのそれぞれが、導電体によって接続されている、
請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記外周領域における前記第２の基板上に配置され、前記第２接続パッドに信号を出力する駆動回路をさらに備えている、
請求項３に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記液晶表示装置はＳＴＮモードで画像表示を行う、請求項１から４のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関し、特に引き回し配線を直線化した液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、高度な映像・情報化社会の本格的な進展やマルチメディアシステムの急速な普及に伴い、フラットパネルディスプレイの主役を担っている液晶表示装置の重要性はますます増大している。液晶表示装置は、1888年にF. Reinizerによって発見された液晶と、1961年にP. Weimerによって発明された薄膜トランジスタから生まれ、その開発展開と応用展開は進展し続けている。また、液晶表示装置へのニーズは多様化と拡大の一途をたどっており、新たな可能性に期待が高まっている。
【０００３】
液晶表示装置の駆動方式には、液晶に電圧を印加するための電極構成の違いから、セグメント電極駆動、マトリクス電極駆動の２種類に大別される。後者は、電気アドレス方法の違いからパッシブマトリクス駆動とアクティブマトリクス駆動に分類される。パッシブマトリクス駆動では、走査電極と信号電極の交差部分が画素に対応し、駆動信号が直接印加される。典型的に、走査電極と信号電極を別々のガラス基板に形成し、それらを交差させて、その間に液晶を挟む形となっている。
【０００４】
以下、パッシブマトリクス型の液晶表示装置を例とし説明する。従来の液晶表示装置のＴＮ型は、ＩＴＯからなる透明電極を形成した２枚の電極基板間に正の誘電率異方性を有するネマティック液晶を９０度螺旋構造を有するように封入し、基板の外側には、偏光板を配置するものであった。このようなねじれ角の液晶表示装置では、視角特性、時分割数の限界などの問題があった。
【０００５】
しかし、Apll. Phys. Lett., 45,1021（1984）でねじれ角を１８０度より大きくし、複屈折効果を利用することによって、時分割数を増大させるＳＴＮ型液晶表示装置が提案された。
【０００６】
ＳＴＮ型液晶表示装置において、液晶層を介在して互いに対向配置される１対の基板があり、前記１対の基板の液晶層と接する側に形成された、表示領域を形成する電極は、前記表示領域から前記電極の配置密度よりも高密度に配置されて上記基板の周辺に引き出された引き回し配線に接続される。
【０００７】
駆動回路の接続方法の１つとして、前記１対の基板の一方の周辺面に直接駆動回路を搭載した、チップ・オン・グラス方式が提案されている。このような場合、パネルを構成する相対する２枚の基板上のそれぞれに対応する引き回し配線同士を接続する必要がある。この接続には、２枚の基板上に形成された、それぞれの引き回し配線に接続された接続パッド部において、導電性ビーズなどの導電体を用い、引き回し配線ごとにコネクトする。高精細な液晶表示装置の場合、画素ピッチが小さく、引き回し配線が高密度に配置されるため、表示領域に対して接続パッド列の配列方向の幅が大きくなってしまう。したがって、パネルの大きさは、接続パッド列の配列方向の幅によって決定されるため、パネルのサイズの縮小が重要な課題である。
【０００８】
図４に従来技術を用いた液晶表示装置の接続パッド部の引き回し配線の概略図を示す。１１はガラスなどよりなる基板、１２は複数の画素より構成された画像表示を行う表示領域、１３は２枚の基板上に形成された引き回し配線をそれぞれ接続する接続パッド、１４は表示領域１２内に複数形成される電極配線（不図示）と接続パッド１３を接続する引き回し配線である。接続パッド１３は、導電体（不図示）を介して対向基板（不図示）に形成された接続パッドと接続され、さらに対向基板上に形成された引き回し配線によって対向基板上に搭載されている駆動回路（不図示）に接続される。高精細な液晶表示装置の場合、画素数が多いため、接続パッド１３の数が多くなる。したがって、接続パッド１３が表示領域１２よりも左右外側に出てしまい、表示領域の外側の外周領域の幅が大きくなる。
【０００９】
図５は、図４の一部を拡大した図である。図４と同一符号のものは同じものを指し、説明を省略する。１５は表示領域１２内に複数存在する電極配線の交点からなる各画素に対応するカラーフィルタ層のＲＧＢパターンの配列である。１５ａは赤（Ｒ）、１５ｂは緑（Ｇ）、１５ｃは青（Ｂ）を示す。接続パッド１３の配列は表示領域１２よりも外側に出ているため、接続パッド１３と電極配線とを接続する引き回し配線１４は、表示領域１２の中心と端では長さが大きく異なる。したがって、引き回し配線１４それぞれの抵抗値が異なり、表示性能へ悪影響を及ぼす。
【００１０】
特許文献１では、表示領域外の周辺領域のサイズ縮小によるパネルサイズの縮小について開示している。具体的には、走査電極駆動回路および信号電極駆動回路をともにパネル上側の一辺に設け、電極と駆動回路とを引き回し配線を介してそれぞれ接続する。さらに、引き回し配線の一部はコンタクトホールを介して層の異なる引き回し配線に接続され、ほかの引き回し配線と層間絶縁膜を介して重なるように配置された２層以上の多層配線構造をとる。これによって、走査電極配線および信号電極配線とそれぞれ接続された引き回し配線を基板上の画像表示部周辺で引き回し、走査電極側端子と信号電極側端子を基板の１辺に並置したので、パネルサイズを縮小することができる。また、引き回し配線の一部を、コンタクトホールを介して、層の異なる引き回し配線に変換し、ほかの引き回し配線と層間絶縁膜を介して重なるように配置した２層以上の多層構造としたので、さらに引き回し配線部分の占める面積を縮小できる。
【００１１】
また、配線抵抗値の均一化に関して、特許文献２は、配線抵抗値をすべての配線で均一にすることについて開示している。具体的には、配線長さと配線幅によって配線抵抗値を均一化している。配線幅の小さい中央部の配線には断線不良が発生するという問題があるため、断線不良が発生しない一定以上の線幅とし、画素電極と端子電極を接続する内部配線群の抵抗値を外側と中央部とで異なった値としている。
【特許文献１】特開平０９−３１１３４１
【特許文献２】特開平１１−３８４２９
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
従来のような方法では、層間絶縁膜の作製や、引き回し配線の抵抗値を一定にするために、それぞれの配線の抵抗値を変化させるなど、製造上の工程数が増加する。
【００１３】
本発明は上記のような事情を背景としてなされたものであって、本発明の第１の目的は、接続パッド列の配列方向の幅によって決められていた表示領域外の外周領域を縮小した液晶表示装置を提供することにある。また、第２の目的は、引き回し配線の抵抗値を均一化した液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明の第１の態様にかかる液晶表示装置は、画像表示を行う表示領域と、前記表示領域の外側の外周領域と、を備える液晶表示装置であって、第１の基板と、第２の基板と、前記第１の基板の内面と前記第２の基板の内面との間に封入された液晶層と、前記表示領域において、前記第１の基板の内面上に形成された複数の第１電極配線と、前記表示領域において、前記第２の基板の内面上に前記複数の第１電極配線と交差するように形成された複数の第２電極配線と、前記第１電極配線に沿って交互に配置された２色の着色層から構成される第１の列および第２の列と、前記第１の列および／または第２の列と隣接して前記第１電極配線に沿って配置され、前記２色の着色層と異なる１色の着色層から構成される第３の列と、を備えるカラーフィルタ層と、前記第１の基板上の前記外周領域に形成され、該第１の基板の特定辺に沿って並置された複数の第１接続パッドと、前記複数の第１接続パッドと前記表示領域に含まれる全ての前記複数の第１電極配線をそれぞれ接続し、一方向に延在し互いに平行に配置された複数の引き回し配線と、を有する。このような構成を有することによって、第１接続パッドの数を減少させることができ、第１接続パッド列の配列方向の幅から決められていた外周領域の大きさを縮小することができる。また、引き回し配線の抵抗値がそろい、表示性能に有益である。
【００１５】
前記複数の第１電極配線は、一方向に延在し互いに平行に配置され、前記複数の引き回し配線のそれぞれは、接続される前記第１電極配線と同一方向に延在することが好ましい。このような構成を有することによって、第１接続パッド列の配列方向の幅から決められていた外周領域の大きさをより縮小することができる。
【００１６】
前記第２の基板は、前記複数の第１接続パッドのそれぞれと対向する位置に第２接続パッドを備え、前記第１の基板と前記第２の基板の対向する接続パッドのそれぞれが、導電体によって接続されていることが好ましい。
【００１７】
前記外周領域における前記第２の基板上に配置され、前記第２接続パッドに信号を出力する駆動回路をさらに備えていることが好ましい。このような構成を有することによって、前記第１電極配線は、引き回し配線を介して前記第１および第２の基板の対向する接続パッドで接続され、駆動回路で駆動される。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、接続パッド列の配列方向の幅によって決められていた表示領域の外側の外周領域の大きさを縮小することができる。また、配線の抵抗値がそろうことで、画像表示性能に好ましい特性を有することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の実施の形態を図を使用して説明する。なお、これらの図および説明は本発明を例示するものであり、本発明の範囲を制限するものではない。本発明に合致する限り、他の実施の形態も本発明の範疇に属しえることは言うまでもない。
【００２０】
図１に、視認側から見た本発明に係る液晶表示装置１００の一例の概略図を示す。図１において、１０１ａ、１０１ｂはガラスなどよりなる基板、１０２ａ、１０２ｂは複数の画素より構成された画像表示を行う表示領域、１０３ａ、１０３ｂは２枚の基板上に形成された引き回し配線をそれぞれ接続する接続パッド、１０４ａ、１０４ｂは表示領域１０２ａ、１０２ｂのそれぞれの中に複数形成される電極配線（不図示）と接続パッド１０３とを接続する引き回し配線、１０６は画像信号電圧を入力する駆動回路である。図１（ａ）はパネルを構成する視認側の第１の基板を示し、図１（ｂ）は反視認側の第２の基板を示している。図１（ｂ）中の破線は第１の基板１０１ａが封止剤を用いて第２の基板１０１ｂに貼り合わせられた範囲を示しており、その間に液晶が封入される。図１（ａ）において、ガラスなどよりなる第１の基板１０１ａの反視認側（内側）に、ＩＴＯなどの透明電極よりなる複数の第１電極配線（１０２ａ中図示せず）が紙面上下方向に延在している。図１（ｂ）において、第２の基板１０１ｂの視認側には、第１電極配線と直交するように、ＩＴＯなどの透明電極よりなる複数の第２電極配線（１０２ｂ中図示せず）が紙面左右方向に形成されている。第１および第２電極配線はそれぞれ、一定の幅を持つ直線に形成され、隣接する電極配線とは一定間隔を隔てて平行に配置されている。
【００２１】
第１の基板１０１ａと第２の基板１０１ｂの間には、液晶（不図示）が封入される。この液晶は、ＳＴＮ液晶からなることが好ましい。ＳＴＮ型液晶表示装置は、液晶のねじれ角を１８０度より大きくし、複屈折効果を利用することによって、時分割数を増大させ、表示情報処理量を増大させたものである。各画素に能動素子は設けられておらず、走査電極と信号電極の交差部が画素に対応し、駆動信号が直接印加されるパッシブマトリクス駆動である。
【００２２】
表示領域１０２は、第１および第２電極配線の複数の交差部からなる。この交差部ひとつが１画素に相当する。第１および第２電極配線は、表示領域１０２の外側に形成された引き回し配線１０４によって、第２の基板の表示領域外に形成された駆動回路１０６に接続されている。ここでは、駆動回路１０６は第２の基板上に形成された例を示したが、どちらの基板上に搭載されていてもよい。また、駆動回路の接続方式は、基板上の周辺に直接駆動回路を搭載したチップ・オン・グラス方式に限らず、ＴＡＢ（Tape automated bonding）がどちらか一方の基板に接続されていてもよい。
【００２３】
図１（ａ）において、基板１０１ａ上に形成された、表示領域１０２ａ中に存在する複数の第１電極配線は、引き回し配線１０４ａを介して第１接続パッド１０３ａにそれぞれ接続される。この第１電極配線は、紙面上下方向に延在し互いに平行に配置されている。引き回し配線１０４ａは、この第１電極配線と同一方向に延在し、さらにそれぞれが平行に配置されている。また、図１（ｂ）の引き回し配線１０４ｂは、第２の基板１０１ｂ上に形成された紙面左右方向に延在する第２電極配線と駆動回路１０６を接続する。引き回し配線１０４ｂは、第２の基板１０１ｂ上の第２電極配線から紙面左右方向にある距離引き回した後、上下方向に、隣接する引き回し配線と一定間隔を隔てて平行に配置される。さらに、引き回し配線１０４ｂは第２の基板１０１ｂ上の第２接続パッド１０３ｂと駆動回路１０６を直線で接続する。これは、平行に配置されず、一定の長さを取るものではない。
【００２４】
図２は図１のＡ−Ａ′断面の概略図である。第１の基板１０１ａ上に形成された複数の第１電極配線は引き回し配線１０４ａを介して第１接続パッド１０３ａに接続される。この第１接続パッド１０３ａを、基板１０１ｂ上に搭載された駆動回路１０６にそれぞれ接続するために、図２に示されるように、導電ビーズなどの導電体１０７を介して、第２の基板１０１ｂ上に形成された第２接続パッド１０３ｂと接続する。第２接続パッド１０３ｂは、対向基板である第２の基板１０１ｂ側の引き回し配線１０４ｂに接続され、駆動回路１０６に接続される。
【００２５】
第１の基板１０１ａと第１電極配線の間には、表示領域内にカラーフィルタ層１０５が設けられる。カラーフィルタ層１０５のＲＧＢパターンは、第１電極配線と第２電極配線の交差部からなる画素に形成される。カラーフィルタ層１０５の配置としては、第２の基板１０１ｂと第２電極配線の間にあってもよい。カラーフィルタ層１０５は、ＲＧＢパターンが特定の色配列に従って形成される。ＲＧＢパターンの配列については、後に詳述される。ＲＧＢ各パターンの周囲には樹脂や金属クロムなどで形成されるブラックマトリクス層が形成されていることもある。ブラックマトリクス層は、コントラストの向上など表示性能の改善のために設けられる。
【００２６】
カラーフィルタ層１０５の上には、保護層が形成される。ＳＴＮ型液晶表示装置は、ＴＮ型と比較して、ねじれ角が大きく、セル内の平坦性が要求されるため、保護層はカラーフィルタ層１０５の凹凸をなくすために設けられる。保護層は、アクリルなどの有機物が用いられる。
【００２７】
液晶表示領域１０２内の各画素は、駆動回路１０６から入力される信号電圧に基づき液晶に電界を印加する。これによって、液晶分子を所定のねじれ角と所定の配向方向で制御することによる複屈折性の変調によって、Ｒ、Ｇ、Ｂいずれかの表示を行う。
【００２８】
図３は、図１の拡大図である。図中の同一記号は同じものを指し、説明は省略する。１０５はカラーフィルタ層のＲＧＢパターンの配列を示しており、１０５ａは赤（Ｒ）、１０５ｂは緑（Ｇ）、１０５ｃは青（Ｂ）を示す。
【００２９】
図３に示したＲＧＢパターンの配列は、１色からなる１列の画素列と該１色と異なる２色が規則的に交互に配列されてなる２列の画素列を組み合わせた配列になっている。詳述すると、Ｂからなる１列の画素列と、ＲＧからなる２列の画素列からなっている。さらに、ＲＧからなる２列の画素列は市松模様になっている。
【００３０】
表示には、絵素を構成するＲＧＢ３色の３つの画素をさらに画素ごとに分割して個別に処理する「サブピクセルレンダリング」を用いる。典型的に「サブピクセルレンダリング」は、表示を行う際、斜線や曲線などに発生する階段状のギザギザを目立たなくする方法のひとつである。従来、液晶表示装置では、ＲＧＢ３色の３つの画素でひとつの絵素をなし、表示させたいイメージの中のひとつの絵素をなしていたため、表示は格子状に並んだ絵素の集まりとしてあらわされ、解像度が低い場合、水平部分と垂直部分以外では、原理的に必ずギザギザが発生してしまう。これを目立たなくするために、境界線の周囲に中間色の絵素を配置する。
【００３１】
図３に示したような、特定のカラーフィルタ層のＲＧＢパターン配列と、所定の表示方法の「サブピクセルレンダリング」を用いることによって、関連付けられた４つ以上の画素を使用し、物理的な絵素数よりも多い論理絵素数を表示することが可能である。上記の表示方法の一例を詳述する。
【００３２】
表示には、表示を行う第１画素と、第１画素よりも輝度の暗い表示を行う関連付けられた複数の第２画素を用いる。より詳しくは、人間の眼で検出する解像度情報などは、主にＲとＧの画素で検出されているため、ＲまたはＧの第１画素でより近似の表示を行い、その画素の左右に配置されるＲまたはＧ画素とＢ画素、さらに上下に配置されるＲまたはＧ画素を第１画素よりも暗い輝度で同時に表示させる。さらに第２画素は、それぞれに階調制御され、従来の表示とほぼ同等の解像度の表示を行うことができる。
【００３３】
上記の表示方法の一例を示すと、第１画素として図３中の１０５ｂのＧを使用して表示を行うとき、１０５ｂの上下に配置されるＲと左に配置されるＲと、右に配置されるＢ（１０５ｃ）、さらにＢ（１０５ｃ）の右側に配置されるＲを、１０５ｂの表示よりも暗い表示で、同時に表示させる。これにより、従来よりも少ない画素数であっても、従来とほぼ同等の解像度の表示が可能となる。
【００３４】
上記のようなＲＧＢパターン配列、表示方法を用いることによって、従来よりも少ない画素数で従来とほぼ同等な解像度の表示ができる。表示領域の大きさが決まっている場合、画素数を従来よりも少なくすることができ、電極配線の数を減らすことができる。したがって、第１接続パッド１０３ａの数も減少し、第１接続パッド１０３ａは表示領域の幅より外側には配置されない。
【００３５】
したがって、引き回し配線１０４ａは、第１電極配線から該第１電極配線の延在方向と同じ方向（紙面上下方向）に直線で第１接続パッド１０３ａまで接続され、さらにそれぞれが平行に配置されるため、パネルの大きさを縮小することができる。また、引き回し配線の幅は図３に示すように、第１電極配線から第１接続パッドまで接続される間に、第１電極配線幅から第１接続パッドの幅まで、一定の割合で縮小するようにしてもよい。引き回し配線の幅は、一定の値をとっていてもよく、ここで示した例に限定されない。
【００３６】
また、以上のように接続することで、表示領域の中心と端の引き回し配線は長さが同じになるため、抵抗値が同じになり、表示性能への影響を減少させることができる。さらに、従来引き回し配線の抵抗を高抵抗になる配線に合わせて、抵抗を上げるように作製していたが、配線の抵抗がそろうことで、従来よりも抵抗を下げることができる。したがって、パターン設計にかかる時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本実施形態１に係る液晶表示装置の配線を示した概略図である。
【図２】同図１の接続パッド部の拡大図である。
【図３】同図１の拡大図である。
【図４】従来技術を用いた液晶表示装置の配線を示した概略図である。
【図５】同図４の拡大図である。
【符号の説明】
【００３８】
１０１  基板
１０２  表示領域
１０３  接続パッド
１０４  引き回し配線
１０５  カラーフィルタ層
１０６  駆動回路
１０７  導電体
【図１】
2005338142.tif 000003
【図２】
2005338142.tif 000004
【図３】
2005338142.tif 000005
【図４】
2005338142.tif 000006
【図５】
2005338142.tif 000007