JP2015111190A - 表示装置 - Google Patents

表示装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2015111190A
JP2015111190A JP2013252950A JP2013252950A JP2015111190A JP 2015111190 A JP2015111190 A JP 2015111190A JP 2013252950 A JP2013252950 A JP 2013252950A JP 2013252950 A JP2013252950 A JP 2013252950A JP 2015111190 A JP2015111190 A JP 2015111190A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shielding layer
light shielding
layer
insulating film
light
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2013252950A
Other languages
English (en)
Inventor
直季 宮永
Naoki Miyanaga
直季 宮永
飯塚 哲也
Tetsuya Iizuka
哲也 飯塚
雅徳 安藤
Masanori Ando
雅徳 安藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Japan Display Inc
Original Assignee
Japan Display Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Japan Display Inc filed Critical Japan Display Inc
Priority to JP2013252950A priority Critical patent/JP2015111190A/ja
Priority to CN201410728357.1A priority patent/CN104698670B/zh
Priority to US14/560,350 priority patent/US9136281B2/en
Publication of JP2015111190A publication Critical patent/JP2015111190A/ja
Priority to US14/817,921 priority patent/US9543326B2/en
Priority to US15/359,244 priority patent/US9847426B2/en
Priority to US15/808,266 priority patent/US10134906B2/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136209Light shielding layers, e.g. black matrix, incorporated in the active matrix substrate, e.g. structurally associated with the switching element
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136213Storage capacitors associated with the pixel electrode
    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/136Liquid crystal cells structurally associated with a semi-conducting layer or substrate, e.g. cells forming part of an integrated circuit
    • G02F1/1362Active matrix addressed cells
    • G02F1/136286Wiring, e.g. gate line, drain line
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1222Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or crystalline structure of the active layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/124Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

【課題】表示品位の良好な表示装置を提供する。
【解決手段】島状の第1遮光層と、前記第1遮光層から離間し前記第1遮光層とは異なる形状の第2遮光層と、前記第1遮光層と交差する第1半導体層と、前記第2遮光層と交差する第2半導体層と、第1方向に延出し前記第1遮光層と対向し前記第1半導体層と交差するとともに前記第2遮光層と対向し前記第2半導体層と交差するゲート配線と、第2方向に延出し前記第1遮光層と対向する第1ソース配線と、第2方向に延出し前記第2遮光層と対向する第2ソース配線と、前記ゲート配線及び前記第1ソース配線に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続され前記第1遮光層及び前記第2遮光層と対向する画素電極と、を備え、前記第1遮光層と前記画素電極とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記画素電極とが対向する面積と同等である、表示装置。
【選択図】 図2

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。
平面表示装置は、各種分野で利用されている。このような表示装置において、一対の基板間のセルギャップは、スペーサによって保持されている。スペーサの周辺では、液晶分子の配向が乱れやすく、これに起因して光漏れなどの表示の不具合が発生しやすい。このため、スペーサと重なる領域は、遮光することが望ましい。
例えば、スペーサと重なる領域を覆う第1遮光部と、スペーサと重ならない領域を覆う第2遮光部とを設け、第1遮光部の面積が第2遮光部の面積よりも大きいことで、開口率の低下を抑制する技術が提案されている。
特開2010−72067号公報
本実施形態の目的は、表示品位の良好な表示装置を提供することにある。
本実施形態によれば、
島状の第1遮光層と、前記第1遮光層から離間し前記第1遮光層とは異なる形状の第2遮光層と、前記第1遮光層と交差する第1半導体層と、前記第2遮光層と交差する第2半導体層と、第1方向に延出し前記第1遮光層と対向し前記第1半導体層と交差するとともに前記第2遮光層と対向し前記第2半導体層と交差するゲート配線と、第2方向に延出し前記第1遮光層と対向する第1ソース配線と、第2方向に延出し前記第2遮光層と対向する第2ソース配線と、前記ゲート配線及び前記第1ソース配線に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続され前記第1遮光層及び前記第2遮光層と対向する画素電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板に対向配置された第2基板と、を備え、前記第1遮光層と前記画素電極とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記画素電極とが対向する面積と同等である、表示装置が提供される。
本実施形態によれば、
第1絶縁基板と、前記第1絶縁基板上に位置し島状の第1遮光層と、前記第1絶縁基板上に位置し前記第1遮光層から離間し前記第1遮光層とは異なる形状の第2遮光層と、前記第1遮光層及び前記第2遮光層を覆う第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜上に位置し前記第1遮光層と交差する第1半導体層と、前記第1絶縁膜上に位置し前記第2遮光層と交差する第2半導体層と、前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜上に位置し第1方向に延出し前記第1遮光層と対向し前記第1半導体層と交差するとともに前記第2遮光層と対向し前記第2半導体層と交差するゲート配線と、前記ゲート配線を覆う第3絶縁膜と、前記第3絶縁膜上に位置し前記第1半導体層の一端側にコンタクトし第2方向に延出し前記第1遮光層と対向する第1ソース配線と、前記第3絶縁膜上に位置し前記第1半導体層の他端側にコンタクトしたドレイン電極と、前記第3絶縁膜上に位置し第2方向に延出し前記第2遮光層と対向する第2ソース配線と、前記第1ソース配線、前記ドレイン電極、及び、前記第2ソース配線を覆う第4絶縁膜と、前記前記第4絶縁膜上に位置し前記ドレイン電極にコンタクトし前記第1遮光層及び前記第2遮光層と対向する画素電極と、を備えた第1基板と、前記第1基板に対向配置された第2基板と、を備え、前記第1遮光層と前記画素電極とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記画素電極とが対向する面積と同等である、表示装置が提供される。
図1は、本実施形態の表示装置に適用可能な表示パネルPNLの一例を概略的に示す平面図である。 図2は、図1に示した表示パネルPNLのスイッチング素子SWを含む構造を概略的に示す平面図である。 図3は、図2に示したスイッチング素子SWを含む表示装置DSPの断面構造を概略的に示す図である。 図4は、柱状スペーサSP及び遮光層SLのレイアウトの一例を概略的に示す図である。
以下、本実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、開示はあくまで一例に過ぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べて、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したもの同一又は類似した機能を発揮する構成要素には同一の参照符号を付し、重複する詳細な説明を適宜省略することがある。
図1は、本実施形態の表示装置に適用可能な表示パネルPNLの一例を概略的に示す平面図である。
すなわち、表示パネルPNLは、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルであり、アレイ基板ARと、アレイ基板ARに対向配置された対向基板CTと、アレイ基板ARと対向基板CTとの間に保持された液晶層LQと、を備えている。アレイ基板ARと対向基板CTとは、これらの間に所定のセルギャップを形成した状態でシール材SEによって貼り合わせられている。図示した例では、シール材SEは矩形枠状の閉ループ形状をなすように形成されている。セルギャップは、アレイ基板ARまたは対向基板CTに形成された後述する柱状スペーサによって形成されている。液晶層LQは、アレイ基板ARと対向基板CTとの間のセルギャップにおいてシール材SEによって囲まれた内側に保持されている。表示パネルPNLは、シール材SEによって囲まれた内側に、画像を表示するアクティブエリアACTを備えている。アクティブエリアACTは、例えば、略長方形状であり、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成されている。
アレイ基板ARは、第1方向Xに沿って延出したゲート配線G、第1方向Xに交差する第2方向Yに沿って延出しゲート配線Gと交差するソース配線S、ゲート配線G及びソース配線Sに電気的に接続されたスイッチング素子SW、スイッチング素子SWに電気的に接続された画素電極PEなどを備えている。液晶層LQを介して画素電極PEの各々と対向する共通電極CEは、例えば対向基板CTに備えられている。
なお、表示パネルPNLの詳細な構成については説明を省略するが、TN(Twisted Nematic)モード、OCB(Optically Compensated Bend)モード、VA(Vertical Aligned)モードなどの主として縦電界を利用するモードでは、画素電極PEがアレイ基板ARに備えられる一方で、共通電極CEが対向基板CTに備えられている。また、IPS(In−Plane Switching)モード、FFS(Fringe Field Switching)モードなどの主として横電界を利用するモードでは、画素電極PE及び共通電極CEの双方がアレイ基板ARに備えられている。
図示した例では、アレイ基板ARは、対向基板CTの基板端部よりも外側に延出した実装部MTを有している。駆動ICチップ2及びフレキシブル・プリンテッド・サーキット(FPC)基板3などの表示パネルPNLの駆動に必要な信号を供給する信号供給源は、アクティブエリアACTよりも外側の周辺エリアPRPに位置し、実装部MTに実装されている。
図2は、図1に示した表示パネルPNLのスイッチング素子SWを含む構造を概略的に示す平面図である。
アレイ基板ARは、遮光層SL1、遮光層SL2、ゲート配線G1、ソース配線S1、ソース配線S2、スイッチング素子SW、画素電極PEなどを備えている。スイッチング素子SWは、例えば薄膜トランジスタ(TFT)である。スイッチング素子SWは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良いが、図示した例では、トップゲート型を採用している。このスイッチング素子SWは、ゲート配線G1及びソース配線S1に電気的に接続されている。
遮光層SL1及び遮光層SL2は、モリブデン(Mo)等の遮光性を有する金属を用いてそれぞれ島状に形成されている。遮光層SL2は、遮光層SL1から離間しており、遮光層SL1とは異なる形状である。また、遮光層SL1は、遮光層SL2よりも大きなサイズに形成されており、遮光層SL1の設置面積は、遮光層SL2の設置面積よりも大きい。後述するが、遮光層SL1と重なる位置には柱状スペーサが配置され、遮光層SL2と重なる位置には柱状スペーサが配置されない。
半導体層SC1は、遮光層SL1と交差している。この半導体層SC1は、その一端側にコンタクト部CT1を有し、その他端側にコンタクト部CT2を有している。半導体層SC1は、例えばL字状に形成されており、コンタクト部CT1から第2方向Yに沿って延出した直線部L1と、コンタクト部CT2から第1方向Xに沿って延出し直線部L1に繋がった直線部L2とを有している。半導体層SC2は、遮光層SL2と交差している。この第2半導体層SC2については、半導体層SC1と同一形状であり、その形状の説明については省略する。
ゲート配線G1は、第1方向Xに沿って延出し、遮光層SL1及び遮光層SL2とそれぞれ対向している。ゲート配線G1は、その遮光層SL1と対向する部分において、半導体層SC1と交差している。また、ゲート配線G1は、その遮光層SL2と対向する部分において、半導体層SC2と交差している。図示した例は、スイッチング素子SWは、ダブルゲート構造であり、このスイッチング素子SWに着目すると、ゲート配線G1のうち、半導体層SC1と交差する2箇所がゲート電極WGとして機能する。なお、シングルゲート構造のスイッチング素子においては、ゲート配線は1箇所で半導体層と交差する。
ソース配線S1及びソース配線S2は、それぞれ第2方向Yに沿って延出している。ソース配線S1は、遮光層SL1と対向している。ソース配線S2は、遮光層SL2と対向している。スイッチング素子SWに着目すると、ソース配線S1のうち、半導体層SC1のコンタクト部CT1とコンタクトしている部分がソース電極WSとして機能する。
スイッチング素子SWのドレイン電極WDは、半導体層SC1のコンタクト部CT2とコンタクトしている。図の中央部に位置する画素電極PE2は、ドレイン電極WDにコンタクトしており、スイッチング素子SWと電気的に接続されている。
次に、遮光層SL1及び遮光層SL2と、画素電極PEとの位置関係について説明する。
遮光層SL1は、ゲート配線G1とソース配線S1との交差部を中心として配置され、ゲート配線G1及びソース配線S1によって区切られた4つの領域(画素)に延在している。また、遮光層SL1は、その四方に位置する画素電極PE1、画素電極PE2、画素電極PE4、及び、画素電極PE5のそれぞれの一部と対向している。すなわち、遮光層SL1は、画素電極PE1と対向する領域A11、画素電極PE2と対向する領域A12、画素電極PE4と対向する領域A14、及び、画素電極PE5と対向する領域A15を有している。
遮光層SL2は、ゲート配線G1とソース配線S2との交差部を中心として配置され、ゲート配線G1及びソース配線S2によって区切られた4つの領域(画素)に延在している。また、遮光層SL2は、その四方に位置する画素電極PE2、画素電極PE3、画素電極PE5、及び、画素電極PE6のそれぞれの一部と対向している。すなわち、遮光層SL2は、画素電極PE2と対向する領域A22、画素電極PE3と対向する領域A23、画素電極PE5と対向する領域A25、及び、画素電極PE6と対向する領域A26を有している。
ここで、遮光層SL1及び遮光層SL2において、同一の画素電極と対向する領域の面積は同等である。図示した例では、画素電極PE2と対向する遮光層SL1の領域A12の面積は、画素電極PE2と対向する遮光層SL2の領域A22の面積と同等である。また、画素電極PE5と対向する遮光層SL1の領域A15の面積は、画素電極PE5と対向する遮光層SL2の領域A25の面積と同等である。つまり、遮光層SL1と画素電極PE2とのカップリング容量は、遮光層SL2と画素電極PE2とのカップリング容量と同等であり、遮光層SL1と画素電極PE5とのカップリング容量は、遮光層SL2と画素電極PE5とのカップリング容量と同等である。
次に、遮光層SL1及び遮光層SL2と、ゲート配線G1との位置関係について説明する。
遮光層SL1は、ゲート配線G1と対向する領域B1を有している。遮光層SL2は、ゲート配線G1と対向する領域B2を有している。ここで、遮光層SL1及び遮光層SL2において、同一のゲート配線と対向する領域の面積は同等である。図示した例では、領域B1の面積は、領域B2の面積と同等である。つまり、遮光層SL1とゲート配線G1とのカップリング容量は、遮光層SL2とゲート配線G1とのカップリング容量と同等である。
次に、遮光層SL1及び遮光層SL2と、ソース配線S1及びソース配線S2との位置関係について説明する。
遮光層SL1は、ソース配線S1と対向する領域C1を有している。遮光層SL2は、ソース配線S2と対向する領域C2を有している。ここで、遮光層SL1及び遮光層SL2において、各ソース配線と対向する領域の面積は同等である。図示した例では、領域C1の面積は、領域C2の面積と同等である。つまり、遮光層SL1とソース配線S1とのカップリング容量は、遮光層SL2とソース配線S1とのカップリング容量と同等である。
図3は、図2に示したスイッチング素子SWを含む表示装置DSPの断面構造を概略的に示す図である。なお、ここでは、一例として、主として縦電界を利用するモードを適用した表示装置DSPの断面構造について説明する。
アレイ基板ARは、ガラス基板や樹脂基板などの透明な第1絶縁基板10を用いて形成されている。アレイ基板ARは、第1絶縁基板10の対向基板CTに対向する側に遮光層SL1、スイッチング素子SW、画素電極PE、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第4絶縁膜14、第1配向膜AL1などを備えている。
遮光層SL1は、第1絶縁基板10の上に形成されている。遮光層SL1は、第1絶縁膜11によって覆われている。また、第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上にも配置されている。
スイッチング素子SWは、第1絶縁膜11の上に配置された半導体層SC1を備えている。半導体層SC1は、例えばポリシリコンによって形成されている。半導体層SC1は、第2絶縁膜12によって覆われている。また、第2絶縁膜12は、第1絶縁膜11の上にも配置されている。
スイッチング素子SWのゲート電極WGは、第2絶縁膜12の上に形成され、半導体層SC1の直上に位置している。ゲート電極WGは、ゲート配線G1と一体的に形成されている。ゲート電極WG及びゲート配線G1は、第3絶縁膜13によって覆われている。また、第3絶縁膜13は、第2絶縁膜12の上にも配置されている。
ソース配線S1、スイッチング素子SWのソース電極WS及びドレイン電極WDは、第3絶縁膜13の上に形成されている。ソース電極WSは、ソース配線S1と一体的に形成されている。ドレイン電極WDは、ソース配線S1から離間している。ソース電極WS及びドレイン電極WDは、それぞれ第2絶縁膜12及び第3絶縁膜13を貫通するコンタクトホールを通して半導体層SC1にコンタクトしている。ソース電極WS、ソース配線S及びドレイン電極WDは、第4絶縁膜14によって覆われている。また、第4絶縁膜14は、第3絶縁膜13の上にも配置されている。第4絶縁膜14には、ドレイン電極WDまで貫通したコンタクトホールCHが形成されている。第4絶縁膜14は、例えば透明な樹脂材料によって形成されている。
画素電極PEは、第4絶縁膜14の上に形成されている。画素電極PEは、コンタクトホールCHを介してドレイン電極WDにコンタクトしている。画素電極PEは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド(ITO)やインジウム・ジンク・オキサイド(IZO)などの透明な導電材料によって形成されている。画素電極PEは、第1配向膜AL1によって覆われている。
一方、対向基板CTは、ガラス基板や樹脂基板などの透明な第2絶縁基板30を用いて形成されている。対向基板CTは、第2絶縁基板30のアレイ基板ARに対向する側に、遮光層(ブラックマトリクス)31、カラーフィルタ(赤色カラーフィルタ層、緑色カラーフィルタ層、及び、青色カラーフィルタ層を含む)32、オーバーコート層33、共通電極CE、第2配向膜AL2などを備えている。
遮光層31は、第2絶縁基板30のアレイ基板ARと対向する側に形成され、アクティブエリアACTにおいて各画素PXを区画し、開口部APを形成する。遮光層31は、アレイ基板ARに設けられたゲート配線Gやソース配線S、スイッチング素子SWなどの配線部に対向している。
カラーフィルタ32は、開口部APに形成され、遮光層31の上にも延在している。カラーフィルタ32は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、緑色、青色といった3原色にそれぞれ着色された樹脂材料によって形成されている。赤色カラーフィルタ層は赤色を表示する赤色画素に配置され、緑色カラーフィルタ層は緑色を表示する緑色画素に配置され、青色カラーフィルタ層は青色を表示する青色画素に配置されている。異なる色のカラーフィルタの境界は、遮光層31に重なっている。
オーバーコート層33は、カラーフィルタ32を覆っている。オーバーコート層33は、遮光層31やカラーフィルタ32の表面の凹凸を平坦化する。オーバーコート層33は、透明な樹脂材料によって形成されている。
共通電極CEは、オーバーコート層33のアレイ基板ARと対向する側に形成され、画素電極PEと対向している。共通電極CEは、ITOやIZOなどの透明な導電材料によって形成されている。共通電極CEは、第2配向膜AL2によって覆われている。
上述したようなアレイ基板ARと対向基板CTとは、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2が向かい合うように配置されている。このとき、アレイ基板ARと対向基板CTとの間には柱状スペーサSPが介在し、所定のセルギャップが形成される。図示した例では、柱状スペーサSPは、アレイ基板ARに備えられ、遮光層SL1と重なる領域において第4絶縁膜14の上に形成されているが、対向基板CTに備えられていても良い。アレイ基板ARと対向基板CTとは、セルギャップが形成された状態でシール材によって貼り合わせられている。液晶層LQは、第1配向膜AL1と第2配向膜AL2との間に形成されたセルギャップに封入された液晶分子を含む液晶組成物によって構成されている。
第1絶縁基板10の外面10Bには、第1偏光板PL1を含む第1光学素子OD1が配置されている。第2絶縁基板30の外面30Bには、第2偏光板PL2を含む第2光学素子OD2が配置されている。
このような構成の表示パネルPNLに対して、その背面側には、バックライトBLが配置されている。バックライトBLとしては、種々の形態が適用可能であるが、詳細な構造については説明を省略する。
このような表示装置DSPにおいては、各種電極や各種配線を用いて画像を表示するのに必要な容量を形成しているが、近年の高精細化、高開口率化、広視野角化、高コントラスト化の要望により、遮光性の配線材料によって形成される電極及び配線の設置面積が縮小しており、十分な容量を確保しにくくなっている。このため、スイッチング素子SWにおける光リークを抑制し、容量の保持能力を向上することが求められている。特に、ボトムゲート構造のスイッチング素子SWは、その背面側に位置するバックライトBLからの光が半導体層SCに照射されることで、光リークを生ずる。このため、半導体層SCとバックライトBLとの間に遮光層SLを配置することで、スイッチング素子SWの光リークを抑制し、容量の保持能力を向上することが可能である。
一方で、表示装置DSPにおいて、一対の基板間のセルギャップを保持する柱状スペーサSPが配置されている。特に、液晶表示装置においては、柱状スペーサSPの周辺で液晶分子の配向が乱れやすい。このため、柱状スペーサSPと重なる領域に遮光層SLを配置することで、液晶分子の配向乱れに起因した光漏れを抑制し、コントラスト比の低下を抑制することが可能である。
ここで、全ての画素に同等の設置面積の遮光層SLを設けた場合、開口率が低下するため、柱状スペーサと重なる領域と、柱状スペーサと重ならない領域とで異なるパターンの遮光層SLを適用することが求められる。つまり、柱状スペーサを配置する箇所には比較的大きな面積の遮光層SLを設置し、柱状スペーサを配置しない箇所には比較的小さな面積の遮光層SLを設置することで、開口率の低下を抑制することができる。このとき、遮光層SLが画素電極PE、ソース配線S、ゲート配線Gなどと対向するように配置されている構成では、異なるパターンの遮光層SLを適用した場合、各遮光層と画素電極PE、ソース配線S、ゲート配線Gとの対向する面積の相違によってカップリング容量が異なり、電気的なバランスを崩してフリッカーやクロストークの発生といった表示品位の劣化を招く。
本実施形態によれば、隣接する遮光層SL1及び遮光層SL2と画素電極PEとの位置関係に着目すると、遮光層SL1と画素電極PEとが対向する面積は、遮光層SL2と画素電極PEとが対向する面積と同等である。加えて、隣接する画素電極についても、各遮光層と対向する面積が同等である。また、遮光層SL1及び遮光層SL2とゲート配線G1との位置関係に着目すると、遮光層SL1とゲート配線G1とが対向する面積は、遮光層SL2とゲート配線G1とが対向する面積と同等である。さらに、遮光層SL1及び遮光層SL2とソース配線S1及びソース配線S2との位置関係に着目すると、遮光層SL1とソース配線S1とが対向する面積は、遮光層SL2とソース配線S1とが対向する面積と同等である。このため、同一ソース配線に容量結合している各画素において、画素電極PEと遮光層SLとのカップリング容量の相違に起因したクロストークの発生を抑制することが可能となる。また、同一ゲート配線に容量結合している各画素において、ゲート配線と遮光層SLとのカップリング容量の相違に起因したフリッカーの発生を抑制することが可能となる。したがって、表示品位の良好な表示装置を提供することが可能となる。
図4は、柱状スペーサSP及び遮光層SLのレイアウトの一例を概略的に示す図である。
すなわち、柱状スペーサSPは、上記の通り、ゲート配線Gとソース配線Sとの交差部に配置される。比較的面積の大きな遮光層SL1は、ゲート配線Gとソース配線Sとの交差部のうち、柱状スペーサSPと重なる領域に形成されている。遮光層SL1よりも面積の小さな遮光層SL2は、ゲート配線Gとソース配線Sとの交差部のうち、柱状スペーサSPが配置されない領域に形成されている。
本実施形態においては、アクティブエリアACTにおいて、同一ソース配線と交差する遮光層SL1の数は同一である。例えば、ソース配線S1〜S4のいずれにおいても、交差する遮光層SL1の数は2個である。なお、各ソース配線S1〜S4と交差する遮光層SL2の数も同一である。このため、各ソース配線Sにおいて、遮光層SL1及び遮光層SL2とのカップリング容量は略同等となり、ソース配線Sにおけるカップリング容量の相違による表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
また、同一ゲート配線と交差する遮光層SL1の数も同一である。例えば、ゲート配線G1〜G4のいずれにおいても、交差する遮光層SL1の数は2個である。なお、各ゲート配線G1〜G4と交差する遮光層SL2の数も同一である。このため、各ゲート配線Gにおいて、遮光層SL1及び遮光層SL2とのカップリング容量は略同等となり、ゲート配線Gにおけるカップリング容量の相違による表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の良好な表示装置を提供することができる。
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
本実施形態では、表示装置の一例として液晶表示装置について説明したが、その他の適用例として、有機EL表示装置などの自発光型表示装置、あるいは、電気泳動素子などを有する電子ペーパー型表示装置などのフラットパネル型の表示装置が挙げられる。また、中小型から大型まで、特に限定することなく適用が可能であることは言うまでもない。
PNL…表示パネル AR…アレイ基板 CT…対向基板 LQ…液晶層
G…ゲート配線 S…ソース配線 SW…スイッチング素子
SC…半導体層
PE…画素電極 CE…共通電極
SL…遮光層 SP…柱状スペーサ

Claims (5)

  1. 島状の第1遮光層と、前記第1遮光層から離間し前記第1遮光層とは異なる形状の第2遮光層と、前記第1遮光層と交差する第1半導体層と、前記第2遮光層と交差する第2半導体層と、第1方向に延出し前記第1遮光層と対向し前記第1半導体層と交差するとともに前記第2遮光層と対向し前記第2半導体層と交差するゲート配線と、第2方向に延出し前記第1遮光層と対向する第1ソース配線と、第2方向に延出し前記第2遮光層と対向する第2ソース配線と、前記ゲート配線及び前記第1ソース配線に電気的に接続されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子と電気的に接続され前記第1遮光層及び前記第2遮光層と対向する画素電極と、を備えた第1基板と、
    前記第1基板に対向配置された第2基板と、を備え、
    前記第1遮光層と前記画素電極とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記画素電極とが対向する面積と同等である、表示装置。
  2. 前記第1遮光層と前記ゲート配線とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記ゲート配線とが対向する面積と同等である、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第1遮光層と前記第1ソース配線とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記第2ソース配線とが対向する面積と同等である、請求項1または2に記載の表示装置。
  4. さらに、前記第1遮光層と重なる位置に配置され前記第1基板と前記第2基板との間のセルギャップを保持する柱状スペーサを備えた、請求項1に記載の表示装置。
  5. 第1絶縁基板と、前記第1絶縁基板上に位置し島状の第1遮光層と、前記第1絶縁基板上に位置し前記第1遮光層から離間し前記第1遮光層とは異なる形状の第2遮光層と、前記第1遮光層及び前記第2遮光層を覆う第1絶縁膜と、前記第1絶縁膜上に位置し前記第1遮光層と交差する第1半導体層と、前記第1絶縁膜上に位置し前記第2遮光層と交差する第2半導体層と、前記第1半導体層及び前記第2半導体層を覆う第2絶縁膜と、前記第2絶縁膜上に位置し第1方向に延出し前記第1遮光層と対向し前記第1半導体層と交差するとともに前記第2遮光層と対向し前記第2半導体層と交差するゲート配線と、前記ゲート配線を覆う第3絶縁膜と、前記第3絶縁膜上に位置し前記第1半導体層の一端側にコンタクトし第2方向に延出し前記第1遮光層と対向する第1ソース配線と、前記第3絶縁膜上に位置し前記第1半導体層の他端側にコンタクトしたドレイン電極と、前記第3絶縁膜上に位置し第2方向に延出し前記第2遮光層と対向する第2ソース配線と、前記第1ソース配線、前記ドレイン電極、及び、前記第2ソース配線を覆う第4絶縁膜と、前記前記第4絶縁膜上に位置し前記ドレイン電極にコンタクトし前記第1遮光層及び前記第2遮光層と対向する画素電極と、を備えた第1基板と、
    前記第1基板に対向配置された第2基板と、を備え、
    前記第1遮光層と前記画素電極とが対向する面積は、前記第2遮光層と前記画素電極とが対向する面積と同等である、表示装置。
JP2013252950A 2013-12-06 2013-12-06 表示装置 Pending JP2015111190A (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252950A JP2015111190A (ja) 2013-12-06 2013-12-06 表示装置
CN201410728357.1A CN104698670B (zh) 2013-12-06 2014-12-04 显示装置
US14/560,350 US9136281B2 (en) 2013-12-06 2014-12-04 Display device
US14/817,921 US9543326B2 (en) 2013-12-06 2015-08-04 Display device
US15/359,244 US9847426B2 (en) 2013-12-06 2016-11-22 Display device
US15/808,266 US10134906B2 (en) 2013-12-06 2017-11-09 Display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013252950A JP2015111190A (ja) 2013-12-06 2013-12-06 表示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2015111190A true JP2015111190A (ja) 2015-06-18

Family

ID=53271981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013252950A Pending JP2015111190A (ja) 2013-12-06 2013-12-06 表示装置

Country Status (3)

Country Link
US (4) US9136281B2 (ja)
JP (1) JP2015111190A (ja)
CN (1) CN104698670B (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2020076979A (ja) * 2018-11-09 2020-05-21 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. 表示パネル
US10732473B2 (en) 2018-02-05 2020-08-04 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
US11139311B2 (en) 2020-02-13 2021-10-05 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Semiconductor non-volatile memory devices

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015111190A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2017097291A (ja) * 2015-11-27 2017-06-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置及び表示装置のカラーフィルタ基板
TWI553839B (zh) * 2015-04-15 2016-10-11 群創光電股份有限公司 顯示面板
JP2017097195A (ja) * 2015-11-25 2017-06-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
KR20170115133A (ko) * 2016-04-04 2017-10-17 삼성디스플레이 주식회사 액정 표시 장치
JP2018017988A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2018017978A (ja) * 2016-07-29 2018-02-01 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
JP2018116228A (ja) * 2017-01-20 2018-07-26 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置
US10921669B2 (en) * 2019-01-18 2021-02-16 Sharp Kabushiki Kaisha Display device and active matrix substrate

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4088190B2 (ja) * 2002-05-21 2008-05-21 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
KR20070108689A (ko) * 2006-05-08 2007-11-13 삼성전자주식회사 액정표시장치
JP4241777B2 (ja) * 2006-07-25 2009-03-18 セイコーエプソン株式会社 電気光学装置及び電子機器
JP2010072067A (ja) 2008-09-16 2010-04-02 Seiko Epson Corp 液晶装置及び電子機器
JP5548488B2 (ja) * 2010-03-10 2014-07-16 株式会社ジャパンディスプレイ 液晶表示パネル
KR101325916B1 (ko) * 2010-07-21 2013-11-07 엘지디스플레이 주식회사 액정표시장치
JP2015111190A (ja) * 2013-12-06 2015-06-18 株式会社ジャパンディスプレイ 表示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10732473B2 (en) 2018-02-05 2020-08-04 Sharp Kabushiki Kaisha Display device
JP2020076979A (ja) * 2018-11-09 2020-05-21 三星ディスプレイ株式會社Samsung Display Co.,Ltd. 表示パネル
JP7407553B2 (ja) 2018-11-09 2024-01-04 三星ディスプレイ株式會社 表示パネル
US12022687B2 (en) 2018-11-09 2024-06-25 Samsung Display Co., Ltd. Display panel
US11139311B2 (en) 2020-02-13 2021-10-05 Globalfoundries Singapore Pte. Ltd. Semiconductor non-volatile memory devices

Also Published As

Publication number Publication date
US9847426B2 (en) 2017-12-19
US20180069130A1 (en) 2018-03-08
US20150162357A1 (en) 2015-06-11
US20150340510A1 (en) 2015-11-26
US20170077312A1 (en) 2017-03-16
US9543326B2 (en) 2017-01-10
CN104698670A (zh) 2015-06-10
US9136281B2 (en) 2015-09-15
US10134906B2 (en) 2018-11-20
CN104698670B (zh) 2017-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10134906B2 (en) Display device
US9176339B2 (en) Liquid crystal display device
JP5013554B2 (ja) 液晶表示装置
JP5526085B2 (ja) 液晶表示装置
JP2013190703A (ja) 液晶表示装置
JP2014145992A (ja) 液晶表示装置
JP2017111396A (ja) 表示装置
JP2012226105A (ja) 液晶表示装置
US8610856B2 (en) Liquid crystal display device
JP2017016014A (ja) 液晶表示装置
JP5207422B2 (ja) 液晶表示装置
JP2013127558A (ja) 液晶表示装置
JP2016085400A (ja) 液晶表示装置
JP2015210374A (ja) 液晶表示装置
US9470936B2 (en) Liquid crystal display device
JP2016004084A (ja) 液晶表示装置
JP2015121583A (ja) 液晶表示パネル
JP2014077925A (ja) 液晶表示装置
JP2015049391A (ja) 液晶表示装置
JP2015014670A (ja) 液晶表示装置
JP2015232603A (ja) 表示装置
JP5197873B2 (ja) 液晶表示装置
JP2016071148A (ja) 液晶表示装置
KR20110076580A (ko) 박막 트랜지스터 액정표시장치
JP2016224305A (ja) 液晶表示装置