JP5278729B2 - 非矩形表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示部が非矩形形状をした表示装置に関する。

図２４は、従来のアクティブマトリクス表示装置の典型的な構成を示す図である。図２４に示すように、互いにマトリクス状に配置された信号線と走査線の交差部に画素と能動素子、例えば薄膜トランジスタを備えている。１つの走査線に選択パルスが入力されている間、その走査線がゲート端子につながった能動素子はオン状態となり、信号線に充電された信号電位が画素、例えば液晶に印加される。この電位により液晶材料の光学特性が変化し、表示を変えることができる。

従来のアクティブマトリクス表示装置の表示部１は、矩形形状をしていることが一般的である。走査線２および信号線３に電位を与え駆動する走査線駆動回路８および信号線駆動回路９は、矩形表示部１の辺に隣接して配置する。

これにより、走査線２および信号線３の数が多い高精細なディスプレイに対しても、ディスプレイ基板１０の周縁と表示部１の周縁の距離が近い、額縁幅の狭い表示装置を実現することができる。

高精細な表示表現が可能なアクティブマトリクス型表示装置の適用範囲を広げると、表示部は一般的な矩形ではなく、円形や半円形など非矩形の方が適している場合が生じる。

例えば図２１に示す時計は、アナログとデジタルの表示が切り替えられるアクティブマトリクス表示装置であり、アナログ時計に合わせると表示部が円形であることが望ましい。

また、図２３に示す自動車に取り付けるスピードメーターの場合には半円形状が適している。

表示領域の形状が矩形をしていない表示装置としては、例えば特許文献１（ＰＣＴ国際公開：公報番号ＷＯ９３／０４４６０）には、図２５に示すように、表示部が円形の表示装置が開示されている。特許文献１では、円形表示部の走査線と信号線を駆動する走査線駆動回路８と信号線駆動回路９を矩形形状の半導体ＩＣとして、表示部１の周縁、矩形基板の４つの角部にそれぞれ２箇所ずつ、合計４箇所に配置している。

基板形状が矩形形状であるが、例えば円形の表示部１を持ったアナログ文字盤の時計の場合、ディスプレイ基板１０の形状も表示部１と相似な円形とするといくつかの利点が発生する。

それはディスプレイ基板１０の周縁と表示部１の周縁の距離が近い、狭額縁な構造であれば、表示部１を相対的に大きくできる点、また図２２に示すように表示装置を携帯電話など別の装置に組み込む際にも無駄な容積をとらない点である。

図２５において、表示部１に対して、走査線駆動回路８および信号線駆動回路９の半導体ＩＣが非常に小さい場合には、ディスプレイ基板１０の大きさおよび形状は、表示部１に近づけることができる。

一方で、駆動回路の大きさが小さくない場合、すなわち、表示部１の外周と同等程度である場合、ディスプレイ基板１０の大きさおよび形状は、駆動回路により制限される。

それゆえ、狭額縁な非矩形表示装置の実現が困難となる。

特許文献２（特表２００５−５２８６４４号公報）には、複数の走査線駆動回路および信号線駆動回路を、非矩形表示部の周りに交互に配置する構成が開示されている。

しかしながら、上記した特許文献１、２に開示されている構成においても、駆動回路は矩形で示されており、周縁の曲率半径が小さい。例えば円形の周縁に隣接して駆動回路を配置する場合には、前述と同様の問題が顕著となる。

特許文献３（特開２００５−３１１８２３号公報）では、半球形のベース基板に、駆動回路として扇形をしたＩＣチップを実装している構成が開示されている。

一般に、ＩＣチップはダイシングソーを備えたダイシング装置によりシリコンウェハからチップに切り出されるが、シリコンウェハもしくはダイシングソーを直線状に動かすため、切り出されるチップの形状は矩形である。

任意の形状にチップを切り出す技術としては、特許文献４（特開２０００−２４６４４７号公報）に示されたレーザーダイシングや、特許文献５（特開２００４−１１１４２８号公報）に示された、ステージおよびウェハの移動に回転を加えるダイシング方法などが提案されてはいるが、いずれも特殊なダイシング装置が必要となる。

特許文献６（特開２００４−３４７４７４号公報）で開示されている携帯型ナビゲーション装置では、表示パネルの外形曲率に類似して表示パネルの端部から基板の端部に向けて放射状に延長されて形成される領域に回路を高密度に配置する例が示されている。

表示パネルが円形の場合、前出の領域は扇形となる。この公知例では表示パネルの周縁に沿った領域に液晶駆動回路を配置すること、ガラス基板の上に液晶駆動回路と液晶パネルを薄膜トランジスタで構成することは開示している。

しかしながら、液晶パネルを構成するゲート線およびデータ線とそれらを駆動する液晶駆動回路の位置関係については言及していない。すなわち、液晶駆動回路の具体的な高密度実装の手段については開示されていない。

ＷＯ９３／０４４６０号公報 特表２００５−５２８６４４号公報 特開２００５−３１１８２３号公報 特開２０００−２４６４４７号公報 特開２００４−１１１４２８号公報 特開２００４−３４７４７４号公報

従来の非矩形表示装置においては、表示部は任意の形状をしているが、装置および基板形状は矩形であることが一般的である。

基板形状を非矩形の表示部に対して相似形となるようにすると、表示部周縁と基板周縁の距離が近い、額縁の狭い表示装置を得ることができる。

しかしながら、その際に問題となるのは、走査線駆動回路、信号線駆動回路を代表とする駆動回路である。従来のように矩形形状の駆動回路、例えばＷＯ９３／０４４６０にあるように表示装置基板に実装される半導体ＩＣでは、基板に角部が生じ、狭額縁にならない。

特許文献７に開示されている表示装置のように半球形のベース基板に合わせた形状のＩＣチップを用いて狭額縁を得るためには、特許文献４や特許文献５に記載されているような特殊なダイシング装置が必要とされる。

本発明の目的は、表示画面が非矩形形状をした表示装置において、駆動回路を高密度に配置して、基板および装置形状も非矩形で、狭額縁な表示装置を提供することにある。

本願で開示される発明は、前記課題を解決するため、概略以下の通り構成される。

本発明の第１の側面に係る表示装置は、基板上に互いにマトリクス状に配列された信号線及び走査線と、前記信号線及び前記走査線の交差部に配置された能動素子及び画素を備えたアクティブマトリクス型の表示部と、前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、前記信号線を駆動する信号線駆動回路と、を備えた表示装置であって、前記表示部は外形が非矩形であり、前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路は、 前記アクティブマトリクスを構成する前記能動素子と同様の構造を有する能動素子を含み、前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路は、同じ機能を持つ回路ユニットを複数備え、複数の前記回路ユニットは前記非矩形の表示部の外周に沿って配置されている。

本発明により、非矩形の表示画面と相似形な非矩形の形状をした狭額縁の表示装置を実現することができる。それは、駆動回路を分割した共通の小さい回路ユニットごとに独立して配置する位置および角度を決めるため、共通の形状をした回路ユニットを用いたとしても、より非矩形表示部の近くに駆動回路を高密度に配置できるからである。また表示部の外周に沿った形状の走査線駆動回路、信号線駆動回路であっても表示部を構成する能動素子と同じ構造を有した能動素子で構成されるため、同様の装置、工程で製造でき、表示部の製造装置、製造工程との共有が図れる。

本発明の第２の側面に係る表示装置は、前記走査線駆動回路または前記信号線駆動回路が、矩形または非矩形の回路ブロックユニットを複数段連結した集合体であり、前記回路ブロックユニットの間隔が変化している。

本発明により、走査線駆動回路や信号線駆動回路を駆動する信号の遅延時間を調整可能な表示装置を実現することができる。それは前記回路ユニットの間隔を一定としないことで、各ユニット間をつなぐ駆動信号配線の長さ、すなわち信号の遅延時間を各回路ブロックユニットの間で決定することができるからである。

本発明の第３の側面に係る表示装置は、前記走査線駆動回路または前記信号線駆動回路のうち、前記非矩形表示部の直線で構成された辺に隣接する駆動回路が矩形形状をした半導体ＩＣであり、前記非矩形表示部の曲線で構成された周縁に隣接する駆動回路が、前記周縁に沿った非矩形形状をし、前記能動素子で構成された駆動回路である。

本発明により、直線の辺を含む非矩形表示装置をより一層の狭額縁にすることができる。それは例えば能動素子を薄膜トランジスタとして、駆動回路を構成する場合に比べて、半導体ＩＣの大きさは小さいことと、直線の辺に矩形の半導体ＩＣ駆動回路を隣接させる限りにおいては、駆動回路の大きさが基板形状を制限しないからである。

本発明の第４の側面に係る表示装置は、前記表示部の外周のうち前記信号線駆動回路が隣接する長さが、前記走査線駆動回路が隣接する長さよりも長い。

本発明により、非矩形の表示画面と相似形な非矩形の形状をした狭額縁の表示装置を実現することができる。それは回路を構成する能動素子の数、回路規模がより大きな信号線駆動回路を長くすることで、より幅の細い信号線駆動回路のレイアウトが可能となるからである。

本発明の第５の側面に係る表示装置は、前記走査線駆動回路もしくは前記信号線駆動回路を構成する前記回路ユニットのレイアウトサイズが、前記走査線のうち隣り合う２本と、前記信号線のうち隣り合う２本とで囲まれた領域より小さい。

本発明により、走査線同士もしくは信号線同士の干渉を低減することができる。それは走査線もしくは信号線を屈曲させ互いの距離を変えることなく、走査線駆動回路もしくは信号線駆動回路とアクティブマトリクスとを接続できるからである。

本発明によれば、表示画面が非矩形形状をした表示装置において、駆動回路を高密度に配置して、基板および装置形状も非矩形で、狭額縁な表示装置を提供することができる。

その理由は、表示部に隣接して配置する駆動回路を共通の機能を持った回路ユニットごとに、非矩形の表示部の外周に沿った位置に配置することで、非矩形の形状をした駆動回路を高密度にレイアウトすることができ、装置の基板形状と大きさを表示部に近づけた狭額縁とすることができるからである。

本発明によれば、狭額縁の非矩形表示装置を得るために、非矩形の形状をした駆動回路ＩＣを切り出すための特殊なダイシング装置、特殊な製造工程などの追加が不要である。なぜならば、表示部アクティブマトリクスを構成する能動素子と同一基板上に同様の工程にて駆動回路を構成する能動素子を製造するために、駆動回路を製造するための製造装置・製造工程を共有することができるからである。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１は、本発明の一実施の形態の構成を示す図である。表示部１が円形をした非矩形表示装置である。本実施の形態の表示装置は、ディスプレイ基板１０の上に形成された、複数の走査線２と複数の信号線３と、走査線２と信号線３の交点に配置された画素と能動素子として薄膜トランジスタで構成されるアクティブマトリクス表示部１と、例えば薄膜トランジスタで構成された２つの走査線駆動回路８および２つの信号線駆動回路９を備えている。

ここで、走査線駆動回路８および信号線駆動回路９の平面形状を扇形とし、表示部１の外周に沿うように、湾曲させることで、ディスプレイ基板１０の形状を、非矩形表示部１と相似形とすることが可能となり、表示部１の大きさとディスプレイ基板１０の大きさが近い、狭額縁の表示装置を実現することができる。

本発明では、扇形のような非矩形の領域にアクティブマトリクスの駆動回路を高密度でレイアウト可能とする構成を提供している。

アクティブマトリクスの表示は、走査線２の電位を順次変化させて、ゲート端子が走査線２に接続された薄膜トランジスタ（図２４の４参照）を導通状態とし、その導通期間に画像データに相当する電位を信号線３を通じて、画素に充電して行う。

そのため、走査線駆動回路８には、順次、走査線２を駆動する機能が必要である。これは、シフトレジスタ回路１００を複数段用いることで実現できる。

一例として、図４に、シフトレジスタで構成された走査線駆動回路の回路構成の一例を示す。図４を参照すると、各シフトレジスタは、電源ＶＨとノードＮ１をつなぐトランジスタ１０４と、ノードＮ１と電源ＶＬをつなぐトランジスタ１０２と、電源ＶＨと出力ＯＵＴ１をつなぐトランジスタ１０３と、出力ＯＵＴ１とクロックＣＬＫ１をつなぐトランジスタ１０１とを備えている。トランジスタ１０１〜１０４はP型トランジスタである。

トランジスタ１０１のゲートにはノードＮ１が、トランジスタ１０２のゲートには前段のシフトレジスタの出力（シフトレジスタが初段の場合はスタート信号ＳＴ）が、トランジスタ１０３のゲートにはクロックＣＬＫ２が、トランジスタ１０４のゲートには、後段のシフトレジスタの出力ＯＵＴ２が接続される。

ＣＬＫ１とＣＬＫ２は互いに相補の関係にある信号であり、シフトレジスタが奇数段目であればクロックの接続は上記と同じである。また偶数段目の場合はＣＬＫ１とＣＬＫ２が入れ替わり、トランジスタ１０１にはＣＬＫ２がつながり、トランジスタ１０４のゲートにはＣＬＫ１が接続される。

図５は、図４のシフトレジスタの動作を示すタイミング図である。スタート信号ＳＴがハイレベルＶＨからロウレベルＶＬとなると、トランジスタ１０２が導通して、ノードＮ１の電位は、ＶＬ＋Ｖｔｈ（Ｖｔｈはトランジスタ１０２の閾値電圧）程度に低下する。

これにより、トランジスタ１０１が導通するが、ＣＬＫ１がハイレベルＶＨであるため出力ＯＵＴ１はハイレベルＶＨとなる。

次にＣＬＫ１がハイレベルＶＨからロウレベルＶＬへ、ＣＬＫ２がロウレベルＶＬからハイレベルＶＨへ変化すると、トランジスタ１０１のブートストラップ効果により、トランジスタ１０１が導通した状態で出力ＯＵＴ１がハイレベルＶＨからロウレベルＶＬに変化する。このとき、トランジスタ１０３のゲートであるＣＬＫ２はハイレベルＶＨであり、トランジスタ１０３は非導通である。

次に、ＣＬＫ１がロウレベルＶＬからハイレベルＶＨへ、ＣＬＫ２がハイレベルＶＨからロウレベルＶＬへ変化すると、トランジスタ１０３が導通して出力ＯＵＴ１はハイレベルＶＨに変化する。

このとき、トランジスタ１０１が導通状態を保っていたとしても、ＣＬＫ１がハイレベルＶＨであるため、ＶＨからＣＬＫ１への貫通電流は流れない。

またトランジスタ１０４のゲートである２段目のシフトレジスタの出力ＯＵＴ２がロウレベルＶＬとなっていれば、トランジスタ１０４が導通してノードＮ１はハイレベルＶＨとなりトランジスタ１０１を非導通状態にする。

これらの動作を順次繰り返すことで、各シフトレジスタの出力端子ＯＵＴ１、ＯＵＴ２、ＯＵＴ３、・・・からクロックＣＬＫ１、ＣＬＫ２に同期したロウレベルＶＬのパルスが生成される。

これらの出力端子に直接もしくはバッファ回路を介して、アクティブマトリクスの走査線２を接続することで、所望の走査線駆動回路の機能を実現できる。

ここでは、トランジスタとして、Ｐ型トランジスタの例を示したが、Ｎ型トランジスタで同様なシフトレジスタ回路を構成することは可能である。さらに、同様の機能を持ったシフトレジスタ回路は、Ｎ型トランジスタとＰ型トランジスタをともに用いた相補型で構成することも容易である。

以上は、走査線２を駆動する走査線駆動回路８に関する記述であるが、アクティブマトリクスの信号線３に所望の信号電圧を印加する信号線駆動回路９についても共通する特徴がある。それは、アクティブマトリクス全体の信号線を駆動する信号線駆動回路９が、１本あるいは数本の信号線３ごとに同じ機能を持った回路、複数で構成される点である。

すなわち、走査線２、信号線３の１本あるいは複数本ごとにある回路ブロックが対応し、同じ回路ブロックを複数用いることでアクティブマトリクス全体を駆動する走査線駆動回路８や信号線駆動回路９が実現される。

同じ機能を持つ回路ブロックの内部は、同じ回路レイアウトパターンが用いられることが多い。例えば駆動回路のうち、図４に示したある走査線駆動回路は、連結された複数のシフトレジスタ回路１００であり、一本の走査線に対して１つのシフトレジスタ回路１００が対応している。このときシフトレジスタ回路１００は、例えば図２のように表され、ｎ段目のシフトレジスタの出力ＯＵＴｎにｎ番目の走査線がつながる。

図２において、ＯＵＴｎ−１およびＯＵＴｎ＋１は、それぞれｎ−１段目とｎ＋１段目のシフトレジスタの出力であり、ｎ段目のシフトレジスタへ入力される。また電源ＶＨは高電位電源、ＶＬは低電位電源、クロック信号はＣＬＫ１およびＣＬＫ２は互いに逆相関係にある信号である。

図２に示したシフトレジスタ１００の機能を果たす回路レイアウトの一例を図３に示す。ここで、シリコン薄膜１０５は、例えば多結晶シリコン薄膜である。

薄膜トランジスタの積層構造が分かるように、図３のＡ−Ａ’断面を図３１に示す。薄膜トランジスタはシリコン薄膜１０５とゲート絶縁膜１１１の厚さだけ隔てられたゲート層１０６で構成されるゲートと、シリコン薄膜１０５のうち一部低抵抗化されたソース、ドレインからなる。回路を構成する薄膜トランジスタ１０１と画素を構成する薄膜トランジスタ１０４は同じ層構造であって良い。そして同一のディスプレイ基板１０の上に、同一の装置、工程で、同じ膜厚さに製造されて良い。

トランジスタのゲートを作るゲート層１０６はその導電性から配線としても利用する。導電層１０８は例えばアルミなどの金属で、配線として用いる。

コンタクト１０７ではシリコン薄膜１０５の一部低抵抗化されたソース、ドレインかあるいはゲート層１０６と導電層１０８との間の電気的接続をとる。

走査線駆動回路８を矩形形状となるようにレイアウトする場合、図３のシフトレジスタ１００を横方向に繰り返し平行移動複写させれば良い。

ここで、クロック信号ＣＬＫ１およびＣＬＫ２は、隣り合うシフトレジスタ１００で交互に切り替わることを付け加える。

比較例として、走査線駆動回路８を矩形にレイアウトした例を図６に示す。複数のシフトレジスタ１００の間隔は一般に走査線２の間隔に合わせて一定である。

図７は、本発明の一実施の形態において、走査線駆動回路８を、非矩形表示部１の外周に沿うよう湾曲させるレイアウトの一例を示す図である。

図７において、走査線２に垂直な方向をＸ方向、走査線２に平行な方向をＹ方向とする。

図６に示したように、走査線駆動回路８を矩形にレイアウトする場合には、１段分のシフトレジスタ１００のレイアウトをＸ方向にのみ繰り返し、複写平行移動させていたのに対して、図７に示す例では、Ｘ方向とＹ方向に繰り返し複写平行移動されている点が特徴である。

さらに、Ｘ方向の移動距離は、走査線２の間隔に合わせているが、Ｙ方向の移動距離は１段目と２段目、２段目と３段目の間で変えていることにも特徴がある。

これには湾曲した非矩形表示部１の周縁により近い位置に各シフトレジスタ１００を配置できる効果がある。

さらに、Ｙ方向の移動距離は、表示部１を構成する画素のＹ方向長さの倍数であってもよい。

すなわち、図８に示すように、本実施の形態では、表示部１は、Ｙ方向長さが信号線３の間隔ｄｙ、Ｘ方向長さが走査線２の間隔ｄｘで繰り返される画素のマトリクスで構成されるため、表示部１の形状が非矩形であっても、画素を配置する座標は、ｄｘ、ｄｙを単位とする。

よって、シフトレジスタ１００のレイアウトを、Ｘ方向のみ、ｄｘ単位に移動するのではなく、Ｙ方向についても、ｄｙ単位に移動することで、表示部１の周縁とシフトレジスタ１００の距離を一定に保つことが可能となる。これには、各シフトレジスタ１００から出力する信号を同じ時間に表示部１の走査線２に入力できる効果がある。

電源線ＶＨ、ＶＬ、クロック信号配線ＣＬＫ１、ＣＬＫ２およびシフトレジスタ間の相互出力結線（ＯＵＴｎ−１、ＯＵＴｎ、ＯＵＴｎ＋１）の配線についても、Ｘ方向に加えてＹ方向にも延伸して各シフトレジスタ１００間を結ぶ。

図７に示す例では、電源線、クロック信号配線および相互出力結線はＸ方向またはＹ方向のみの延伸であるが、斜め方向の延伸にて、各シフトレジスタ１００間をつないでもよい。

各シフトレジスタ間で間隔が変わると、クロック信号やシフトレジスタ出力の遅延時間が変わる。

それは、各シフトレジスタ間で信号配線の長さが変わり、配線抵抗および配線容量が変わるためである。

よって、本実施の形態により、クロック信号やシフトレジスタ出力の遅延時間を調節可能な駆動回路を実現することができ、設計により、シフトレジスタ間の遅延を一定に保つことも可能である。

＜第２の実施の形態＞
図９は、本発明の第２の実施の形態のレイアウトを示す図である。本実施の形態では、図７のＸ方向およびＹ方向の繰り返し平行移動に加えて、各シフトレジスタ１００を任意の角度で傾斜させている。

これにより、各シフトレジスタ１００を表示部の周縁の近くに配置することができる。また電源線ＶＨ、ＶＬおよびクロック信号配線ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、相互出力結線は各シフトレジスタ１００間を斜めに例えば最短に結ぶ。

本実施の形態では、各シフトレジスタ１００間において、Ｘ方向の間隔は走査線２の間隔と等しく一定であるが、Ｙ方向の間隔および回転角度のピッチは変化している。

後者２点を任意に決定することでシフトレジスタ１００間の距離、すなわちクロック信号配線、相互出力結線の距離を各シフトレジスタ１００間にて調整することができる。

これにより、クロック信号ＣＬＫ１、ＣＬＫ２、および、シフトレジスタ１００の出力の遅延時間を調節することができ、設計により、シフトレジスタ１００間の遅延を一定に保つことも可能である。

＜第３の実施の形態＞
図１０は、本発明の第３の実施の形態のレイアウトの一例を示す図である。本実施の形態では、表示部１の外周に沿うように、任意の角度をつけた各シフトレジスタの間隔を、より狭ピッチにしている。

すなわち、矩形のシフトレジスタ１００のレイアウト（図３）の底部角が隣り合うシフトレジスタ１００間で接触するところまで近づけている。これにより、全体の走査線駆動回路８の長さを短くすることができる。

さらに、表示部１の外周のうち、図７や図９と同じ長さを、本実施の形態の走査線駆動回路８が占めるとすると、各シフトレジスタ１００のレイアウト幅は大きくとることができる。

回路規模が同じであれば、それに応じてシフトレジスタ１００のレイアウト高さは低くすることができる。これは、走査線駆動回路８の幅が細くなることを意味し、より狭額縁な表示装置が得られる。

＜第４の実施の形態＞
次に本発明の第４の実施の形態について説明する。図１１は、形状がより複雑な非矩形表示装置に、本発明を適用した第４の実施の形態である。矩形にレイアウトされたシフトレジスタ１００に、２方向の平行移動と任意の角度を与えることで、非矩形表示部１の外周に沿った走査線駆動回路８のレイアウトが可能となる。

なお、非矩形表示部１の外周のうち直線部分に隣接するシフトレジスタ１００については従来どおり、１方向の平行移動で十分である。

＜第５の実施の形態＞
次に本発明の第５の実施の形態について説明する。本実施の形態は、図２に示したシフトレジスタを矩形ではなく、台形形状となるようにレイアウトしたものである。図１２は、本実施の形態のシフトレジスタのレイアウトの一例を示す図である。

この台形形状のシフトレジスタ１０９では、下底の幅を狭くし（逆さ台形）、薄膜トランジスタ１０２、１０４をそれぞれ分割、並列接続となるようにレイアウトしている。これにより、図２の矩形レイアウトに比べて、上底の幅は拡大されるが、高さ方向は短縮される。

台形シフトレジスタ１０９を、複数段連結して、走査線駆動回路８とする場合、図１３のように隣り合う台形の傾斜を合わせて配置するとよい。これにより台形の拡大した上部は、図９や図１０に示した例において隣り合うシフトレジスタ１００間にあった、三角形状の空き領域を埋めることで、解消されるため、全体の走査線駆動回路８の長さが増えることはない。

一方で、各台形シフトレジスタ１０９の高さは、図２と比較して短縮されていることから、より高さの低い幅の細い走査線駆動回路８が得られる。

＜第６の実施の形態＞
次に本発明の第６の実施の形態について説明する。図１４のように、複雑に湾曲した外周を持つ表示部１に対して、隣接する走査線駆動回路８を複数の台形シフトレジスタ１０９、１１０にて構成した例である。

台形シフトレジスタ１１０は、図１５に示すように、底部の幅を広くとったレイアウトである。図１５のレイアウトのシフトレジスタを、図１２に示した上底の幅を広くとった台形シフトレジスタ１０９と組み合わせることで、複雑に湾曲した表示部１の外周に対しても、追従することができる。

＜第７の実施の形態＞
次に、本発明の第７の実施の形態を説明する。図１６を参照すると、本発明の第７の実施の形態の表示装置においては、アクティブマトリクス表示部１を構成する薄膜トランジスタと同様の工程にて同一ディスプレイ基板１０上に形成された薄膜トランジスタにて構成された、非矩形表示部１の外周に沿った走査線駆動回路８と、ＩＣチップの信号線駆動回路２１を組み合わせたものである。

信号線駆動回路２１は、例えばシリコンウェハ上に製造され、一般的なダイシング装置にて矩形形状に切り出されたＩＣチップ２１をディスプレイ基板１０に実装する。

一般に、ＩＣチップ２１の大きさは、薄膜トランジスタで回路をレイアウトする大きさよりも小さい。それは、製造するトランジスタのチャネル幅、配線の幅が微細であることが主な要因である。そのため、表示部１の外周のうち、隣接するＩＣチップが占める長さは短くすることができる。

そこで、薄膜トランジスタで構成される走査線駆動回路８が長くなるようにレイアウトし、表示部１の外周に占める長さを長くとることができる。

これにより、走査線駆動回路８の幅を相対的に細くすることで、表示部１の大きさとディスプレイ基板１０の大きさがより近い、狭額縁な表示装置が実現できる。

＜第８の実施の形態＞
次に、本発明の第８の実施の形態を説明する。図１７を参照すると、本発明の第８の実施の形態の表示装置においては、薄膜トランジスタで構成された走査線駆動回路８とＩＣチップの信号線駆動回路２１を組み合わせたものである。

非矩形表示部１の直線で構成された辺には、矩形のＩＣチップの信号線駆動回路２１を隣接して実装配置し、湾曲した辺には、それに沿った形状の走査線駆動回路８を隣接レイアウトする。

すべての駆動回路を矩形のＩＣチップとした場合に比べると、狭額縁の非矩形表示装置が実現できる。

＜第９の実施の形態＞
次に、本発明の第９の実施の形態を説明する。図１８を参照すると、本発明の第９の実施の形態の表示装置においては、非矩形の表示部１の外周に沿った形状をし、表示部１に隣接した走査線駆動回路８および信号線駆動回路９を備えている。

本実施の形態が、図１に示した前記第１の実施の形態と相違する点は、信号線駆動回路９の長さを走査線駆動回路８の長さよりも長くレイアウトしていることである。すなわち、表示部１の外周のうち、信号線駆動回路９が隣接している長さが、走査線駆動回路８が隣接している長さよりも長い。

一般にシフトレジスタで構成される走査線駆動回路に比べて、信号線駆動回路はデジタル・アナログ変換器、アナログアンプなどで構成されるため、トランジスタ数も多く、配線も複雑である。そのため、同じ薄膜トランジスタで構成すると、レイアウト面積が大きくなる傾向にある。

そこで、信号線駆動回路９の長さを長く、走査線駆動回路８の長さを短くなるようにレイアウトすることで、信号線駆動回路９の幅は細く、走査線駆動回路８の幅は太くなる。

両者の幅が均等となれば、表示部１の周縁とディスプレイ基板１０の周縁との距離が、全周に渡って均一化され、非矩形の表示部１と相似形なディスプレイ基板１０、表示装置が実現される。

＜第１０の実施の形態＞
次に、本発明の第１０の実施の形態を説明する。図１９を参照すると、本発明の第１０の実施の形態は、円形以外の非矩形表示部である。左右が直線で上下が湾曲した外周を持つ表示部１には、横方向に走査線２、縦方向に信号線３がそれぞれ配線される。右上部に配置した信号線駆動回路９により、画面右の信号線３が、左下部に配置した信号線駆動回路９により画面左の信号線３がそれぞれ駆動される。

各信号線駆動回路９は湾曲した表示部周縁に沿うように湾曲した形状である。

走査線２の駆動には、左右に分割配置された走査線駆動回路８を用いる。

右辺に配置された走査線駆動回路８が画面の大部分の走査線を駆動するが、表示部の湾曲により走査線が途切れている箇所については、左辺に配置された走査線駆動回路８が左側から駆動することになる。

＜第１１の実施の形態＞
次に、本発明の第１１の実施の形態を説明する。図２０を参照すると、本発明の第１１の実施の形態が、図１９に示した前記第１０の実施の形態と相違する点は、湾曲した表示部１の周縁のうち、走査線駆動回路８と信号線駆動回路９ともに隣接していない部分に信号線駆動回路９が隣接するように、信号線駆動回路９のレイアウトをより長くしていることである。

これにより、信号線駆動回路９のレイアウトはより細くすることができ、一層の狭額縁化が可能となる。

＜第１２の実施の形態＞
次に、本発明の第１２の実施の形態を説明する。図２６を参照すると、本発明の第１２の実施の形態の表示装置においては、非矩形の表示部１の外周に沿った形状をし、表示部１に隣接した走査線駆動回路８および信号線駆動回路９をひとつずつ備えている。

本実施の形態が、図１に示した前記第１の実施の形態と相違する点は、走査線駆動回路８と信号線駆動回路９の数が少ないことである。複数の走査線駆動回路８や複数の信号線駆動回路９がある場合、走査線駆動回路の間、信号線駆動回路の間で、それぞれ順次動作をするための同期をとる必要がある。すなわち、走査線駆動回路８の場合、それを構成する複数のシフトレジスタ１００の内、図２のＯＵＴｎを出力するシフトレジスタには入力として前段および後段のシフトレジスタの出力ＯＵＴｎ−１、ＯＵＴｎ＋１を使い、同期をとっている。複数の走査線駆動回路８でも同様の同期が必要である。本実施の形態のように走査線駆動回路８や信号線駆動回路９の数が少ないと同期をとる必要がない、あるいは軽減される利点がある。

前記第１の実施の形態では、非矩形の表示部１の周縁のうち、同じ部分に隣接する駆動回路８あるいは９は一つに限られていたが、本実施の形態では、周縁のうち同じ部分に２つの駆動回路が隣接している。この際に走査線駆動回路８を構成するシフトレジスタ１００や信号線駆動回路９を構成する回路ブロックがどのように配置されるのかを、２つの駆動回路が隣接した箇所を拡大した図２７にて示す。回路ブロックが駆動する信号線３を画素アレイに接続するとき走査線駆動回路８と交差してしまうが、分割されたシフトレジスタ１００の間を信号線３が通ることで、走査線駆動回路８との干渉を最小限にとどめている。また表示部１の外で信号線３と走査線２が交差する箇所では、図２４の交差箇所のような薄膜トランジスタ４、画素素子５がないため、表示に与える影響は小さい。

＜第１３の実施の形態＞
次に、本発明の第１３の実施の形態を説明する。図２８を参照すると、本発明の第１３の実施の形態の表示装置においては、走査線駆動回路８を構成するシフトレジスタ１００のブロックサイズが、走査線２の間隔を横、信号線３の間隔を縦とする面積以下である。すなわち走査線２のうち隣り合う２本の走査線と信号線３のうち隣り合う２本の信号線で囲まれる領域よりも、シフトレジスタ１００のレイアウトサイズが小さい。

本実施の形態が、図２７に示した前記第１２の実施の形態と相違する点は、信号線駆動回路９から出力される信号線３を屈曲せずに延伸しただけで、シフトレジスタ１００の間を通り走査線駆動回路８と干渉せずに、画素アレイに接続している点である。図２７では信号線３が屈曲するため信号線間の距離が大きく変動し、信号線同士の干渉が問題となる。本実施の形態では信号線間の距離が一定に保たれるから、信号線同士の干渉を抑えることができる。ここでは表示部１により近く配置された走査線駆動回路８のシフトレジスタ１００の大きさに制限をかけたが、信号線駆動回路９が表示部１に近い場合には逆の方法をとれば良い。

なお、上記実施の形態では、駆動回路を構成する能動素子並びに画素内の能動素子を薄膜トランジスタとして示してきたが、本発明の目的、効果を達することができるならば、ダイオードやその他の能動素子を用いてもよい。

また様々な能動素子を組み合わせることも可能であり、例えば、画素にダイオードを使用し、駆動回路に薄膜トランジスタを使用することも可能である。

また、上記実施の形態では、画素として液晶を示してきたが、本発明の目的、効果を達することができるならば、エレクトロルミネッセンス材料を用いてもよい。エレクトロルミネッセンス材料としては、有機材料でも無機材料でもかまわない。例えば、有機材料を用いた場合に、信頼性の向上のために用いられる封止ガラス等の封止板の形状を表示部とほぼ相似な形状とすることにより、意匠的に効果の高い非矩形表示装置を実現できる。また、外光反射を防ぐためにしばしば用いられる円偏光板等の光学部材の外形も表示部とほぼ相似な形状とすることにより、意匠的に効果の高い非矩形表示装置を実現できる。

本発明の実施の形態を用いることで、図２１に示すような、狭額縁の円形時計が実現できる。すなわち図７に示すように、表示部１の外周に沿って湾曲した形状を持つ走査線駆動回路８および信号線駆動回路９をレイアウトすることでディスプレイ基板１０ならびに表示装置１１の形状を表示部１に相似とすることができる。

また表示部を複数の走査線と複数の信号線と画素で構成されるアクティブマトリクス表示部とすることで、高精細な表示が可能となり、アナログ時計とデジタル時計、両方の表示を切り替えて表示させることも可能となる。

上記の時計は、バンドをつけて腕時計として用いてもよい。

さらに図２２に示すように、携帯電話に組み込むことも可能である。その場合、狭額縁の表示装置であることが効果を発揮し、組み込む際の無駄な容積を減らすことができる。

図２３に示した半円形のスピードメータに本発明を適用する場合には、例えば図１７のような形態が適用できる。すなわち、半円の直線部分に隣接して矩形形状の半導体ＩＣ製駆動回路を配置し、湾曲した周縁の少なくとも１／４円に、周縁に沿って湾曲した駆動回路をレイアウトする。

これにより、狭額縁の半円形表示部を持ったスピードメータが実現でき、自動車などに組み込む際にも無駄な容積を減らすことができる。

本発明の実施の形態を用いることで、図２９に示すような、ハート型の表示装置が実現できる。すなわち図３０に示すように、表示部１の外周に沿って湾曲した形状を持つ走査線駆動回路８および信号線駆動回路９をレイアウトすることで、表示装置１１の形状を表示部１に相似とすることができる。ハートの鋭角部を下とした時、走査線２および信号線３を水平・垂直から４５度傾けて配線することで、走査線駆動回路８および信号線駆動回路９はそれぞれ一つずつの、少ない個数で表示装置が実現できる。これには第１２の実施の形態と同じ利点、効果がある。

表示部を複数の走査線と複数の信号線と画素で構成されるアクティブマトリクス表示部とすることで、ハート型表示装置は高精細なデジタル画像を表示できるデジタルペンダントやデジタルロケットとして活用できる。本発明によりハート型以外にも例えば図３２の雨粒型や図３３の船の形の表示装置も可能である。

動画や静止画の広告映像を表示する広告ディスプレイに、本発明の実施の形態を用いることで、表示部および装置形状が任意である特徴を生かして、広告商品に合った形状のディスプレイが提供できる。

本発明の活用例には、アクティブマトリクスを有する非矩形表示装置を組み込んだ携帯端末や携帯電話、デジタル・アナログ時間、カレンダー、気温、気圧など多機能表示が可能な時計、自動車などのスピードメータ、高精細な写真を表示するデジタル写真立てやデジタルペンダント、広告商品に合った形状の店頭広告向け電子ディスプレイがある。

なお、上記の特許文献の各開示を、本書に引用をもって繰り込むものとする。本発明の全開示（請求の範囲を含む）の枠内において、さらにその基本的技術思想に基づいて、実施の形態ないし実施例の変更・調整が可能である。また、本発明の請求の範囲の枠内において種々の開示要素の多様な組み合わせないし選択が可能である。すなわち、本発明は、請求の範囲を含む全開示、技術的思想にしたがって当業者であればなし得るであろう各種変形、修正を含むことは勿論である。

本発明の第１の実施の形態の構成を示す図である。 シフトレジスタの一例を示す図である。 シフトレジスタのレイアウトの一例を示す図である。 シフトレジスタで構成された走査線駆動回路の構成を示す図である。 走査線駆動回路の動作を示すタイミング図である。 走査線駆動回路の矩形レイアウトを示す図である（比較例）。 本発明の第１の実施の形態の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第１の実施の形態の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第２の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第３の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第４の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第４の実施の形態のシフトレジスタのレイアウトを示す図である。 本発明の第４の実施の形態の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第５の実施の形態の走査線駆動回路のレイアウトを示す図である。 本発明の第６の実施の形態のシフトレジスタのレイアウトを示す図である。 本発明の第７の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第８の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第９の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１０の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１１の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 円形表示部を持ったアナログデジタル切り替え時計を示す図である。 円形表示装置を組み込んだ携帯電話を示す図である。 半円形表示部を持ったスピードメータを示す図である。 矩形表示装置を示す図である。 従来の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１２の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 本発明の第１２の実施の形態の非矩形表示装置の構成の詳細を示す図である。 本発明の第１３の実施の形態の非矩形表示装置の構成を示す図である。 ハート形状の表示部を持った表示装置の構成を示す図である。 ハート形状の表示装置を示す図である。 薄膜トランジスタの構造を示す図である。 雨粒形状の表示装置を示す図である。 船型の表示装置を示す図である。

符号の説明

１ 表示部
２ 走査線
３ 信号線
４ 薄膜トランジスタ
５ 画素素子（液晶）
６ 画素容量
７ 共通電極
８ 走査線駆動回路
９ 信号線駆動回路
１０ ディスプレイ基板
１１ 表示装置
１２ 携帯電話
２１ 信号線駆動回路（ＩＣチップ）
１００ シフトレジスタ
１０１、１０２、１０３、１０４ 薄膜トランジスタ
１０５ シリコン薄膜
１０６ ゲート層
１０７ コンタクト
１０８ 導電層
１０９ 台形シフトレジスタ
１１０ 台形シフトレジスタ
１１１ ゲート絶縁膜
ＣＬＫ１、ＣＬＫ２：クロック信号
ＶＨ、ＶＬ：入力直流電源
ＳＴ：スタート信号
ＯＵＴｎ、ＯＵＴｎ＋１、ＯＵＴｎ−１：走査線駆動回路出力

Claims (17)

1. 基板上に互いにマトリクス状に配列された信号線及び走査線と、前記信号線及び前記走査線の交差部に配置された能動素子及び画素を備えたアクティブマトリクス型の表示部と、
   前記走査線を駆動する走査線駆動回路と、
   前記信号線を駆動する信号線駆動回路と、
   を備えた表示装置であって、
   前記表示部は外形が非矩形であり、
   前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路は、前記アクティブマトリクスを構成する前記能動素子と同様の構造および厚さを有する能動素子を含み、
   前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路は、同じ機能を持つ回路ユニットを複数備え、
   複数の前記回路ユニットは前記非矩形の表示部の外周に沿って前記外周から概等距離に配置されていることを特徴とする表示装置。
2. 前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路において、
   前記回路ユニットのレイアウト形状が矩形又は非矩形であり、
   前記回路ユニットが複数段連結され、
   複数段連結された前記回路ユニットは、前記回路ユニット間の間隔が変化しているものを含む、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
3. 前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路において、
   前記非矩形の表示部の直線状に延在される周縁に隣接する駆動回路は、矩形形状をした半導体ＩＣであり、
   前記非矩形の表示部の曲線で構成された周縁に隣接する駆動回路は、前記周縁に沿った非矩形形状とされ、前記アクティブマトリクスを構成する前記能動素子と同様の工程で製造される前記能動素子を含む、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の表示装置。
4. 前記表示部の外周のうち前記信号線駆動回路が隣接する長さが、前記走査線駆動回路が隣接する長さよりも長い、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
5. 前記表示部の外周に沿って配置される前記複数の回路ユニットが、前記回路ユニットと前記表示部の周縁との間の距離が均一化するように、隣と段差を設けて配置される回路ユニットを含む、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
6. 前記複数の回路ユニットが、表示装置内の少なくとも一部領域において、任意に選んだある直線軸に平行な方向に関し予め定められた所定間隔で配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
7. 前記表示部の外周に沿って配置される前記複数の回路ユニットが、前記表示部の周縁に対応させて、他の回路ユニットに対して傾斜させた状態で配置される回路ユニットを含む、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
8. 前記複数の回路ユニットが、表示装置内の少なくとも一部領域において、任意に選んだある回転軸に沿った方向に関し予め定められた所定角度で配置されている、ことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
9. 前記表示部の外周に沿って配置される前記回路ユニットのレイアウト形状が、矩形とされる、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
10. 前記表示部の外周に沿って配置される前記回路ユニットのレイアウト形状が、台形又は逆さ台形とされる、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
11. 前記表示部の周縁に沿って隣接して配置される前記回路ユニットとして、
    レイアウト形状が台形の前記回路ユニット同士、
    レイアウト形状が逆さ台形の前記回路ユニット同士、
    レイアウト形状が台形の前記回路ユニットと逆さ台形の前記回路ユニット、
    の少なくとも１つを含む、ことを特徴とする請求項１０記載の表示装置。
12. 前記表示部の外周に沿って配置される前記複数回路ユニットの一部回路ユニットの形状が非矩形であり、前記非矩形の回路ユニットの配列がほぼ最密となるように前記非矩形の回路ユニットを組み合わせて配置したことを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
13. 前記走査線駆動回路と前記信号線駆動回路の少なくとも１方の駆動回路において、
    前記回路ユニットのレイアウトサイズが、前記走査線のうち隣り合う２本の走査線と前記信号線のうち隣り合う２本の信号線で囲まれる領域よりも小さい、ことを特徴とする請求項１記載の表示装置。
14. 前記回路ユニットがシフトレジスタを含み、縦続形態に接続された複数のシフトレジスタは前記走査線駆動回路を構成し、初段のシフトレジスタに入力された信号はクロック信号に応答して出力され、後段のシフトレジスタに順次伝播されるとともに、対応する走査線を駆動する、ことを特徴とする請求項５乃至１３のいずれか一に記載の表示装置。
15. 薄膜トランジスタで構成されたシフトレジスタが複数段縦続形態に接続され、初段のシフトレジスタに入力された信号はクロック信号に応答して出力され後段のシフトレジスタに伝播されるとともに表示部を駆動する信号として用いられる駆動回路を備え、
    前記表示部の外周の形状に追従させて複数の前記シフトレジスタが配置され、前記表示部の外周の曲線形状の縁では、隣と段差又は傾きを設けて前記シフトレジスタを配置してなる、ことを特徴とする表示装置。
16. 複数の前記シフトレジスタのレイアウト形状は、同一サイズの矩形とされる、ことを特徴とする請求項１５記載の表示装置。
17. 複数の前記シフトレジスタのレイアウト形状は台形又は逆さ台形とされる、ことを特徴とする請求項１５記載の表示装置。

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