JP2018036465A - 表示装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】表示斑や焼き付きなどの表示不良が抑制された液晶表示素子を提供する。【解決手段】表示領域122と、表示領域122に接する周辺領域を基板上に有する表示装置が提供される。表示領域122は、トランジスタ、トランジスタ上の絶縁膜、絶縁膜上に位置し、トランジスタに電気的に接続する画素電極、および絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、トランジスタに電気的に接続する映像信号線およびゲート信号線と、複数の画素上の液晶層を有する。周縁領域は、映像信号線に電気的に接続する端子と、表示領域と端子の間をゲート配線と平行に延伸する配線と、配線上の複数の第1の電極を有する。絶縁膜は配線を覆い、配線は、絶縁膜の開口部を介して複数の第1の電極に電気的に接続する。【選択図】図6
Description
本発明の実施形態の一つは、液晶表示装置に関する。
表示装置の代表例として液晶表示装置が知られている。液晶表示装置は複数の液晶素子を有しており、液晶素子は、一対の電極(画素電極、対向電極)と、これらに挟まれる液晶性を有する化合物(液晶分子)の層(液晶層)を基本構成として有している。液晶素子を挟むように配置される一対の偏光板の一方を通して液晶層に入射される偏光は、液晶層によってその偏光面が回転され、もう一方の偏光板を通して出射される。偏光面の回転は液晶層内の液晶分子の配向によって決まる。一対の電極を用いて液晶層に電場を形成することにより、液晶分子は初期における配向状態から、電場によって決まる配向状態へ変化する。この配向状態の変化に伴って液晶素子の光透過率が変化し、諧調表示が実現される。
表示を行う領域(表示領域)において、表示する諧調に応じた適切な電場を液晶層に対して印加することで、高品質な表示を行うことができる。液晶層は通常シールによって一対の電極間に封止されるが、外部から金属イオンや無機陰イオン、あるいは有機酸などの不純物が液晶層内へ侵入すると、これらの不純物によって適切な電場が維持できず、表示斑や焼き付きなどの表示不良の原因となる。この表示不良に対する対策として、液晶層に侵入したイオン性不純物を表示領域外に留めるためトラップ電極を設置することが特許文献1、2に開示されている。
本発明の実施形態の課題の一つは、表示斑や焼き付きなどの表示不良が抑制された液晶表示素子、ならびにその作製方法を提供することである。
本発明の実施形態の一つは、表示領域と、表示領域に接する周辺領域を基板上に有する表示装置である。表示領域は、トランジスタ、トランジスタ上の絶縁膜、絶縁膜上に位置し、トランジスタに電気的に接続する画素電極、および絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、トランジスタに電気的に接続する映像信号線およびゲート信号線と、複数の画素上の液晶層を有する。周辺領域は、映像信号線に電気的に接続する端子と、表示領域と端子の間をゲート信号線と平行に延伸する配線と、配線上の複数の第1の電極を有する。絶縁膜は配線を覆い、配線は、絶縁膜に形成された開口部を介して複数の第1の電極に電気的に接続する。
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上の表示領域と、基板上に位置し、表示領域を囲む配線と、配線上に位置し、配線と重なる複数の第1の電極と複数の第2の電極を有する表示装置である。表示領域は第1の辺、第2の辺、第3の辺、第4の辺を有する長方形であり、複数の第1の電極は第1の辺に最も近く、第3の辺は第1の辺に対向し、第2の辺は第4の辺に対向する。表示領域は、トランジスタ、トランジスタ上の絶縁膜、絶縁膜上に位置し、トランジスタに電気的に接続する画素電極、および絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、トランジスタに電気的に接続する映像信号線およびゲート信号線と、複数の画素上の液晶層を有する。複数の第1の電極は第1の辺に沿って配列する。複数の第2の電極は、それぞれ第2の辺、第3の辺、第4の辺に沿って配列し、画素電極と同一の層内に存在する。複数の第1の電極と第2の電極は、絶縁膜内の開口部を介して配線と電気的に接続される。
本発明の実施形態の一つは、基板と、基板上の表示領域と、基板上に位置し、表示領域を囲む配線と、配線上に位置し、配線と重なる複数の第1の電極と第2の電極を有する。表示領域は第1の辺、第2の辺、第3の辺、第4の辺を有する長方形であり、複数の第1の電極は第1の辺に最も近く、第3の辺は第1の辺に対向し、第2の辺は第4の辺に対向する。表示領域は、トランジスタ、トランジスタ上の絶縁膜、絶縁膜上に位置し、トランジスタに電気的に接続する画素電極、および絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、トランジスタに電気的に接続する映像信号線およびゲート信号線と、複数の画素上の液晶層を有する。複数の第1の電極は第1の辺に沿って配列する。第2の電極は第2の辺、第3の辺、第4の辺に沿って連続的に延伸し、画素電極と同一の層内に存在する。複数の第1の電極と第2の電極は、絶縁膜内の開口部を介して配線と電気的に接続される。
本発明の実施形態の一つは、表示装置の駆動方法である。この駆動方法は、60Hzよりも低い周波数で書き込み動作を行うことを含む。表示装置は、表示領域と、表示領域に接する周辺領域を基板上に有する。表示領域は、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有するトランジスタ、トランジスタ上の絶縁膜、絶縁膜上に位置し、トランジスタに電気的に接続する画素電極、および絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、ドレイン電極に電気的に接続する映像信号線と、ゲート電極に電気的に接続するゲート信号線と、複数の画素上の液晶層を有する。周辺領域は、映像信号線に電気的に接続する端子と、表示領域と端子の間で延伸する配線と、配線上の複数の第1の電極を有する。絶縁膜は配線の上に延伸し、配線は、絶縁膜を介して複数の第1の電極に電気的に接続する。
以下、本発明の各実施形態について、図面等を参照しつつ説明する。但し、本発明は、その要旨を逸脱しない範囲において様々な態様で実施することができ、以下に例示する実施形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
図面は、説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、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。本明細書と各図において、既出の図に関して説明したものと同様の機能を備えた要素には、同一の符号を付して、重複する説明を省略することがある。
本発明において、ある一つの膜を加工して複数の膜を形成した場合、これら複数の膜は異なる機能、役割を有することがある。しかしながら、これら複数の膜は同一の工程で同一層として形成された膜に由来し、同一の層構造、同一の材料を有する。したがって、これら複数の膜は同一層に存在しているものと定義する。
本明細書および特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
(第1実施形態)
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである表示装置100の構造に関し、図1乃至図11を用いて説明する。
本実施形態では、本発明の実施形態の一つである表示装置100の構造に関し、図1乃至図11を用いて説明する。
[1.全体構成]
図1(A)は表示装置100の模式的上面図である。図1に示すように、表示装置100は基板102と基板102上に位置する対向基板104を有している。対向基板104は基板102と比較して面積が小さく、このため、基板102の一部は対向基板104から露出される。基板102、対向基板104の形状に限定はなく、図1(A)に示すような長方形でもよく、いずれか一方が正方形でもよい。
図1(A)は表示装置100の模式的上面図である。図1に示すように、表示装置100は基板102と基板102上に位置する対向基板104を有している。対向基板104は基板102と比較して面積が小さく、このため、基板102の一部は対向基板104から露出される。基板102、対向基板104の形状に限定はなく、図1(A)に示すような長方形でもよく、いずれか一方が正方形でもよい。
対向基板104上には、ストライプ状に形成され、対向基板104の長手方向に対して垂直に伸びる複数の配線(Rx配線106)が設けられる。Rx配線106は後述する共通電極154と対をなし、タッチパネルとしての機能を表示装置100に付与する。基板102の一辺、対向基板104の一辺には、フレキシブル印刷回路(FPC)基板などのコネクタ108、110がそれぞれ接続される。外部回路(図示せず)からコネクタ108を介し、後述する画素120へ種々の信号が供給され、これにより、映像が画素120によって再現される。一方、外部回路からコネクタ110を介してRX配線106へ信号が供給され、タッチパネルとしての機能が発現される。
図1(B)に図1(A)の鎖線A−A’に沿った断面の模式図を示す。図1(B)に示すように、Rx配線106は対向基板104上に設けられ、Rx配線106は図示しない配線によってコネクタ110と接続される。一方、基板102上にはトランジスタなどの半導体素子を含む画素層112が設けられる。画素層112には複数の画素120が形成され、コネクタ108を介して外部回路から供給される信号により画素120が制御される。基板102と対向基板104の間には液晶層114が挟持され、液晶層114はシール(封止剤)116により封止される。
[2.基板]
図2に基板102の模式的上面図を示す。基板102上には画素層112内に位置する複数の画素120が設けられる。画素120はマトリクス状に配置することができ、その配列パターンは任意に選択できる。例えば画素120はストライプ配列、デルタ配列で配列することができる。隣接する二つの画素120は、互いに異なる色を与えるように構成することができ、例えば赤色、青色、緑色の三原色をそれぞれ与える三つの画素120を隣接して配置することで、フルカラー表示することが可能である。画素120が与える色は三原色に限られず、例えば四つの画素120を用いて赤色、青色、緑色、白色の四つ色の組み合わせてもよい。複数の画素120が設けられる領域が表示領域122であり、表示領域122において映像が表示される。表示領域122の形状は任意であり、長方形や正方形を含む多角形、あるいは円形でもよい。図2で示す表示領域122は長方形を有しており、ここでは長方形の四つの辺のうち端子128に最も近い辺を第1の辺132、第1の辺132と対向する辺を第3の辺136、第1の辺132と直交し、互いに対向する二つの辺を第2の辺134、第4の辺138と定義する。また、表示領域122の外側を周辺領域と定義する。周辺領域は基板102が対向基板104から露出される領域も含むものとする。
図2に基板102の模式的上面図を示す。基板102上には画素層112内に位置する複数の画素120が設けられる。画素120はマトリクス状に配置することができ、その配列パターンは任意に選択できる。例えば画素120はストライプ配列、デルタ配列で配列することができる。隣接する二つの画素120は、互いに異なる色を与えるように構成することができ、例えば赤色、青色、緑色の三原色をそれぞれ与える三つの画素120を隣接して配置することで、フルカラー表示することが可能である。画素120が与える色は三原色に限られず、例えば四つの画素120を用いて赤色、青色、緑色、白色の四つ色の組み合わせてもよい。複数の画素120が設けられる領域が表示領域122であり、表示領域122において映像が表示される。表示領域122の形状は任意であり、長方形や正方形を含む多角形、あるいは円形でもよい。図2で示す表示領域122は長方形を有しており、ここでは長方形の四つの辺のうち端子128に最も近い辺を第1の辺132、第1の辺132と対向する辺を第3の辺136、第1の辺132と直交し、互いに対向する二つの辺を第2の辺134、第4の辺138と定義する。また、表示領域122の外側を周辺領域と定義する。周辺領域は基板102が対向基板104から露出される領域も含むものとする。
画素120を用いて映像を表示する期間(以下、表示期間と記す)、画素120の駆動は駆動回路124によって制御される。駆動回路124は基板102上に直接形成されてもよく、あるいは半導体基板など、基板102とは異なる基板上に形成された集積回路(IC)で構成され、基板102上に搭載されてもよい。図2では、ICを含むチップ(ICチップ)が駆動回路124として基板102上に搭載された例が示されている。図2は、駆動回路124が第1の辺132に沿う例を示しているが、駆動回路124は複数設けられてもよく、例えば第2の辺134や第3の辺136、第4の辺138に沿って設けられてもよい。
画素120は、後述する配線202によって駆動回路124と接続される。駆動回路124からは複数の配線126が基板102の端部に向かって伸びる。基板102の端部、あるいはその近傍で配線126は露出され、端子128が形成される。端子128はコネクタ108と電気的に接続され、コネクタ108と駆動回路124との電気的接続を行う。
端子128の近傍には、給電部162が備えられる。給電部162も端子の一種でありコネクタ108と接続される。給電部162は、低電位の電源電位を伝える低電位電源線206と電気的に接続される。給電部162は基板102上に一つだけ設けてもよく、図2に示すように、端子128を挟むように二つの給電部162を設けてもよい。
ここで、基板102の辺のうち端子128に最も近い辺から表示領域122までの領域は表示装置の周辺領域であり、以降の説明では例えば周辺領域130と定義する。周辺領域130は表示領域122と接する。したがって周辺領域130は基板102上に位置し、シール116の一部、駆動回路124、配線126、給電部162および端子128を含む。シール116は表示領域122を取り囲むように設けられ、表示領域122を封止する。この封止空間に、後述するトラップ電極222、230が配置される。なお、表示領域122の外側の周辺領域を表示外領域と呼ぶこともできる。また、周辺領域130は端子領域、あるいは端子部側の周辺領域と呼ぶこともできる。端子領域および端子部側の周辺領域は、いずれも表示外領域に含まれる。
[3.画素]
図3に画素120の模式的上面図を示す。表示領域122には、複数のゲート信号線(走査線)140、映像信号線142が設けられる。複数のゲート信号線140の各々は、ゲート信号線140が伸びる方向に配列する複数の画素120と電気的に接続される。同様に、複数の映像信号線142の各々は、映像信号線142が伸びる方向に配列する複数の画素120と電気的に接続される。図3では映像信号線142はジグザグ構造を有しているが、映像信号線142は表示領域122内で実質的に直線的に延伸していてもよい。各画素120は少なくとも一つのトランジスタ144が設けられる。トランジスタ144は、ゲート電極としてのゲート信号線140の一部、半導体膜146、ソース電極150を含む。ゲート信号線140の一部はトランジスタ144のゲート電極148として機能し、映像信号線142の一部はトランジスタ144のドレイン電極152として機能する。なお、トランジスタ144のソース電極150とドレイン電極152は、電流の方向やトランジスタの極性によってその呼称が互いに入れ替わることがある。図示していないが、画素120は、容量素子や他のトランジスタなどの半導体素子をさらに有してもよい。
図3に画素120の模式的上面図を示す。表示領域122には、複数のゲート信号線(走査線)140、映像信号線142が設けられる。複数のゲート信号線140の各々は、ゲート信号線140が伸びる方向に配列する複数の画素120と電気的に接続される。同様に、複数の映像信号線142の各々は、映像信号線142が伸びる方向に配列する複数の画素120と電気的に接続される。図3では映像信号線142はジグザグ構造を有しているが、映像信号線142は表示領域122内で実質的に直線的に延伸していてもよい。各画素120は少なくとも一つのトランジスタ144が設けられる。トランジスタ144は、ゲート電極としてのゲート信号線140の一部、半導体膜146、ソース電極150を含む。ゲート信号線140の一部はトランジスタ144のゲート電極148として機能し、映像信号線142の一部はトランジスタ144のドレイン電極152として機能する。なお、トランジスタ144のソース電極150とドレイン電極152は、電流の方向やトランジスタの極性によってその呼称が互いに入れ替わることがある。図示していないが、画素120は、容量素子や他のトランジスタなどの半導体素子をさらに有してもよい。
画素120はさらに共通電極154、画素電極156を有する。画素電極156はスリット158を有することができる。スリット158は開いた形状である。また、スリット158は図3に示すように一つに限らず、複数形成されても良い。図3に示すように、画素電極156はトランジスタ144と電気的に接続される。映像信号線142には、映像に応じた信号が与えられ、これがトランジスタ144を介して画素電極156に印加される。
共通電極154は複数の映像信号線142が延伸する方向にストライプ状に設けられ配列し、各共通電極154は複数の画素120によって共有される。換言すると、各共通電極154は複数の映像信号線142を覆うように設けられる。表示期間において、共通電極154にはコモン電位が印加され、液晶層114に電圧を印加するための電極の一つとして機能する。一方、共通電極154をタッチパネルの一方の電極として機能させる期間(以下、感知期間と記す)では、一定の周波数(例えば数kHzから数十kHz)のパルス電圧が印加され、Rx配線106と連携してタッチパネルとしての機能を表示装置100に付与するものである。したがって共通電極154は液晶素子の一方の電極と認識できるとともに、タッチパネルの一方の配線であるTx配線と認識することもできる。したがって表示装置100は、インセルタイプのタッチパネルが搭載された表示装置として機能する。
任意の構成として、画素120は共通電極154と電気的に接続する配線160を有してもよい。配線160は映像信号線142が延伸する方向に映像信号線と重畳する位置で伸び、複数の画素120に共有されることができる。共通電極154がインジウム―スズ酸化物(ITO)やインジウム―亜鉛酸化物(IZO)などの可視光を透過する導電性酸化物を含む場合、これらの酸化物はアルミニウムや銅、タングステン、チタン、モリブデンなどの金属と比較して抵抗が高いため電圧降下を起こしやすく、画素120間で大きな電位差が生じることがある。そこで金属を含む配線160を共通電極154と接するように設けることでITOやIZOの低い導電性を補完することができる。つまり、配線160は補助電極として機能し、画素120間での電位差の発生を抑制する。配線160は共通電極154の上に設けることが可能である。
図3では共通電極154が映像信号線142と平行に配置された例が示されているが、共通電極154はゲート信号線140と平行に配置してもよい。この場合、Rx配線106は、映像信号線142と平行になるように(図1(A)の例では、対向基板104の長辺に平行な方向になるように)設けられる。
図4に図3の鎖線B−B’に沿った断面の模式図を示す。図4に示すように、トランジスタ144は、任意の構成であるアンダーコート170を介し、基板102上に設けられる。トランジスタ144は、半導体膜146、ゲート絶縁膜172、ゲート電極148、層間膜173、ソース電極150、ドレイン電極152を含む。図4で示すトランジスタ144はトップゲート型のトランジスタであるが、トランジスタ144の構造に制限はなく、トランジスタ144はボトムゲート型でもよく、半導体膜146の上下にゲート電極を備える構造を有してもよい。また、半導体膜146とソース電極150、ドレイン電極152の上下関係にも制約はない。
トランジスタ144上には絶縁膜である平坦化膜174が設けられる。これにより、トランジスタ144に起因する凹凸が吸収され、平坦な面が平坦化膜174上に与えられる。共通電極154は平坦化膜174上に設けられる。
画素120はさらに、共通電極154と平坦化膜174を覆うパッシベーション膜176を有してもよい。パッシベーション膜176は共通電極154と画素電極156を電気的に分離する機能を有する。画素電極156は、平坦化膜174やパッシベーション膜176上に設けられ、平坦化膜174やパッシベーション膜176、共通電極154に形成される開口部においてソース電極150と電気的に接続される。画素電極156上にはさらに第1の配向膜178が設けられ、その上に液晶層114が形成される。共通電極154と画素電極156間に電位差を設けることで、基板102の上面にほぼ平行な方向に電場が液晶層114内に形成される。この電場によって液晶層114中の液晶分子が回転し、これにより、液晶層114を通過する偏光の偏光面が回転する。したがって、表示装置100はいわゆるIPS(In−Plane Switching)液晶表示装置の一構造例であるFFS(Fringe Field Switching)液晶表示装置として機能する。ただし表示装置100はIPS液晶表示装置に限られず、TN(Twisted Nematic)液晶表示装置、VA(Virtical Alignment)液晶表示装置でもよい。
第1の配向膜178上には、液晶層114を介して対向基板104が設けられる。対向基板104には、遮光膜(ブラックマトリクス)182やカラーフィルタ184、遮光膜182やカラーフィルタ184を覆うオーバーコート186などが設けられてもよい。
遮光膜182は可視光を遮る機能を有しており、ゲート信号線140や映像信号線142と重なるように設けることができる。遮光膜182は、トランジスタ144やゲート信号線140、映像信号線142と重なるように設けてもよい。図3から理解されるように、ゲート信号線140や映像信号線142に重なるように遮光膜182を設けた場合、遮光膜182は開口部を有する一つの膜と認識することができる。したがって、遮光膜182の開口部は、各画素120の表示領域に相当する。
カラーフィルタ184は、各画素120から取り出される光に色を与えるために設けられ、遮光膜182の開口部と重なる。したがって、カラーフィルタ184は画素電極156や共通電極154と重なるように設ければよい。
対向基板104はさらに、液晶層114に接するように設けられる第2の配向膜180を有する。第1の配向膜178と同様、第2の配向膜180も液晶分子を配向させる機能を有する。図示しないが、基板102と対向基板104の間に、基板102と対向基板104間の間隔を一定に保つためのスペーサを添加あるいは形成してもよい。
表示装置100はさらに、基板102の下、および対向基板104の上にそれぞれ偏光板188、190を有する。偏光板188、190は互いにクロスニコルの関係になるように配置することができる。図示しないが、表示装置100はさらに、偏光板188の下にバックライトを有する。バックライトは基板102側に光を照射できるように配置される。バックライトから射出され、偏光板188を通過した偏光は液晶層114を通過し、その際、液晶層114によって偏光面が回転する。光はその後カラーフィルタ184によって一部が吸収されて着色し、偏光板190を通過して外部に取り出される。
図5に図3の鎖線C−C’に沿った断面の模式図を示す。この断面では、共通電極154の一部を覆うように配線160が設けられ、共通電極154が配線160と電気的に接続される態様が示されている。配線160は金属を含むことができ、共通電極154よりも低い抵抗を有することができる。このため、共通電極154の比較的低い導電性を補完する補助電極として機能する。配線160の上には遮光膜182を設けることができる。
[4.タッチパネル機能]
上述したように、共通電極154とRx配線106は互いに交差するように、縞状に設置することができる。例えば共通電極154は映像信号線142が延伸する方向に対して平行に、Rx配線106は共通電極154が延伸する方向に対して垂直な方向に、表示領域122と重なるように配置される。共通電極154とRx配線106の間の液晶層114や第1の配向膜178、第2の配向膜180などは誘電体として機能することができ、その結果、共通電極154とRx配線106の間には容量が形成される。
上述したように、共通電極154とRx配線106は互いに交差するように、縞状に設置することができる。例えば共通電極154は映像信号線142が延伸する方向に対して平行に、Rx配線106は共通電極154が延伸する方向に対して垂直な方向に、表示領域122と重なるように配置される。共通電極154とRx配線106の間の液晶層114や第1の配向膜178、第2の配向膜180などは誘電体として機能することができ、その結果、共通電極154とRx配線106の間には容量が形成される。
上述したように、感知期間において画素電極156には一定の周波数のパルス電圧が印加される。人の指などがタッチしていない状態と接触している状態では、見かけ上の容量が異なるため、容量の変化に応じて共通電極154とRx配線106間に流れる電流も異なる。その結果、タッチの有無によりRx配線106の電位も変化する。Rx配線106の電位がある閾値以下に低下した場合に接触が起こったと判断する。これにより、タッチの検出を行うことができる。
[5.周辺領域130]
図2で示す領域200の上面模式図を図6に、図6の鎖線D−D’、E−E’に沿った断面模式図をそれぞれ図7(A)、(B)に示す。領域200は周辺領域130の一部であり、表示領域122と端子128の間、あるいは表示領域122と駆動回路124の間に位置する。図6には、表示領域122とシール116の間の領域が図示されている。図7(A)、(B)では、液晶層114より上の構造は省略されている。
図2で示す領域200の上面模式図を図6に、図6の鎖線D−D’、E−E’に沿った断面模式図をそれぞれ図7(A)、(B)に示す。領域200は周辺領域130の一部であり、表示領域122と端子128の間、あるいは表示領域122と駆動回路124の間に位置する。図6には、表示領域122とシール116の間の領域が図示されている。図7(A)、(B)では、液晶層114より上の構造は省略されている。
図2、6、7(A)に示すように、表示領域122とシール116の間には、Tx駆動回路210やアナログスイッチ212が設けられる。これらの回路は表示領域122の第1の辺132と平行に配置される。Tx駆動回路210は共通電極154の接続を切り替えることを一つの機能として有しており、表示期間では図示しないコモン電位電源線へ接続してコモン電位を共通電極154供給し、感知期間では共通電極154にパルス電位が供給されるよう構成される。
アナログスイッチ212の上には、アナログスイッチ212を制御するための信号を伝えるアナログスイッチ配線214が設けらる。アナログスイッチ配線214は、第1の辺132と平行な方向に延伸する。アナログスイッチ212とTx駆動回路210の間には、Tx駆動回路210を制御するための信号を伝える制御配線204、第1の辺132と平行な方向、すなわち、ゲート信号線140と平行な方向に延伸する配線として、xSELC(VGH)204、208や低電位電源線206が設けられる。これらの配線は、ソース電極150やドレイン電極152の形成と同時に形成することができ、したがってソース電極150やドレイン電極152と同一の層内に存在することができる。
複数の画素120を含む表示領域122からは、配線202がアナログスイッチ212へ伸びる。配線202は画素120の映像信号線142と電気的に接続され、少なくとも一部はゲート信号線140と同じ層に存在する。例えば図7(A)に示すように、配線202のうち、少なくとも低電位電源線206や制御配線204、208と重なる部分は、ゲート信号線140の形成と同時に形成され、ゲート信号線140と同じ層に存在することができる。これにより、配線202は、低電位電源線206や制御配線204、208と異なる層内に存在することができ、これらと導通することなく、映像信号線142とアナログスイッチ212を電気的に接続することができる。
Tx駆動回路210や制御配線204、208、低電位電源線206は平坦化膜174に覆われ、平坦化膜174を介してTx駆動回路210や制御配線204、208上にシールド電極220が設けられる。シールド電極220は共通電極154と同時に形成することができるため、共通電極154と同一の層に離間して存在することができる。シールド電極220はTx駆動回路210を覆い、Tx駆動回路210の動作に起因して発生する電場を遮蔽する機能を有する。シールド電極220はさらに制御配線208を覆い、制御配線208に起因して発生する電場を遮蔽する機能を有する。シールド電極220の上には、その一部を覆うように配線160が設けられてもよい(図7(A)参照)。
図6に示すように、領域200はさらに、低電位電源線206を覆い、島状に配置される複数のトラップ電極222を有する。トラップ電極222は、アナログスイッチ212と表示領域122の間を延伸するように配置される。隣接するトラップ電極222の間には、シールド電極220の一部が延伸する(図7(B))。トラップ電極222の幅は低電位電源線206の幅よりも大きくすることができる。図7(A)に示すように、トラップ電極222は、表示領域122から伸びる平坦化膜174内に設けられる開口部を介して低電位電源線206と電気的に接続される。したがって、トラップ電極222は低電位電源線206と同一の電位が与えられる。トラップ電極222は共通電極154と同時に形成され、同一の層内に離間して存在することもでき、あるいは画素電極156と同時に形成され、同一の層内に離間して存在することもできる。あるいは、トラップ電極222は、共通電極154と同一の層内に存在する第1の層と、画素電極156と同一の層内に存在する第2の層を含む積層構造を有してもよい。トラップ電極222は、表示領域122から延伸する第1の配向膜178やパッシベーション膜176に覆われてもよい。
低電位電源線206は給電部162に接続される(図2参照)。表示装置100の駆動時、低電位電源線206には低電位(VSS)が与えられ、したがってトラップ電極222には低電位電源線206と同じ電位、すなわちVSSが印加される。一方、アナログスイッチ配線214には低電位VSS、あるいは高電位(VDD)が与えられる。アナログスイッチ配線214が高電位であり、トラップ電極222が低電位の場合、前者は外部からシール116を透過して液晶層114へ侵入したイオン(例えばカチオン)を遮蔽することができる。一方、後者はクーロン力によりイオンを捕捉することができる。したがって、液晶層114に印加される電圧がイオン性不純物によって低下することを防止することができ、その結果、表示装置100の表示不良の発生を抑制することができ、高品質の表示が可能となる。
この効果は特に低い周波数で表示装置100を駆動する(低周波駆動)際に有効である。通常表示装置の1フレームは1/60秒であり、各トランジスタ144のゲート電極148には1/60秒毎にゲート信号線140からVDDが与えられてオン状態となり、映像信号に相当する電位が画素電極156へ与えられる(書き込み動作)。つまり、60Hzの周波数で書き込み動作が行われ、静止画を表示する際にもこの周波数で書き込みが行われる。これは、通常のトランジスタ、例えばシリコン半導体を有するトランジスタのリーク電流が大きく、複数のフレームにわたって画素電極156の電位を保持することができないからである。
一方、トランジスタ144の半導体膜146に例えば酸化物半導体を用いた場合、トランジスタ144のオフ時にソース電極150−ドレイン電極152間を流れる電流(リーク電流)を小さくすることができる。このため、トランジスタ144を介して映像信号線142から画素電極156に伝えられた電位を長時間保持することができる。したがって、例えば静止画を表示する場合には1/60秒毎の書き込みが不要となり、書込み回数を減らすことができる。具体的には書込み周波数を30Hzや10Hz、あるいは1Hz以上にすることも可能である。この場合、一つのフレーム(書込みフレーム)において書き込み動作が行われ、引き続く複数のフレーム(休止フレーム)では書き込み動作が行われない。このため、消費電力を大幅に低減することが可能である。
このような低周波駆動においては、休止フレームではアナログスイッチ配線214には常時高電位が印加される。このため、アナログスイッチ配線214は外部から侵入したイオンを効果的に遮蔽することはできるが、捕捉する機能は小さく、いわゆる黒斑と呼ばれる表示不良を引き起こす原因となる。しかしながら、表示装置100では、液晶層114の近傍にトラップ電極222を配置し、そこに低電位を印加することができるため、液晶層114内に存在するイオンを捕捉し、表示領域122にイオンが拡散することを防ぐことができる。このため、表示装置100では表示不良の発生を抑制することができ、高品質の表示が可能となる。
[6.周辺領域]
図8に示すように、低電位電源線206は、表示領域122を取り囲むように配置してもよい。この場合、低電位電源線206と電気的に接続されるトラップ電極230を、表示領域122の第1の辺132以外の辺に沿って設けることができる。図8に示した例では、第1の辺132に沿って配列する複数のトラップ電極222とともに、複数のトラップ電極230がそれぞれ第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138に対して平行に(第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138にに沿って)配列している。したがって、複数のトラップ電極222と複数のトラップ電極230によって表示領域122が取り囲まれる。
図8に示すように、低電位電源線206は、表示領域122を取り囲むように配置してもよい。この場合、低電位電源線206と電気的に接続されるトラップ電極230を、表示領域122の第1の辺132以外の辺に沿って設けることができる。図8に示した例では、第1の辺132に沿って配列する複数のトラップ電極222とともに、複数のトラップ電極230がそれぞれ第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138に対して平行に(第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138にに沿って)配列している。したがって、複数のトラップ電極222と複数のトラップ電極230によって表示領域122が取り囲まれる。
図9に、図8で示す領域232の上面模式図を示す。図8、9に示すように、複数のトラップ電極230と低電位電源線206はシール116で囲まれた領域の内部に、かつ、表示領域122の外側に配置される。複数のトラップ電極230は低電位電源線206上に、低電位電源線206と重なるように設けられる。複数のトラップ電極230の各々の幅は、低電位電源線206の幅よりも大きくてもよい。トラップ電極230は画素電極156と同時に形成することができ、したがって、画素電極156と同一の層内に離間して存在することができる。
トラップ電極222と同様、平坦化膜174に設けられる開口部(図9中、点線の円)においてトラップ電極230と低電位電源線206が電気的に接続され、このため、トラップ電極230にはVSSが印加される。このため、トラップ電極230は液晶層114内に存在するイオンの補足が可能であり、トラップ電極222のイオン捕捉機能と連携し、表示斑に起因する表示不良をより効果的に抑制することが可能である。
トラップ電極230は複数設けず、単一のトラップ電極230が第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138に連続的に沿うように配置してもよい。具体的には図10に示すように、第1の辺132とシール116の間に複数のトラップ電極222を配置し、第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138とシール116の間の領域に、これらの領域にわたって連続的に形成される単一のトラップ電極230を設けることができる。低電位電源線206も表示領域122を取り囲むように設けることができる。トラップ電極230は低電位電源線206と重なり、低電位電源線206と電気的に接続される。この場合、例えば図10に示す領域234の拡大図である図11に示すように、低電位電源線206とトラップ電極230との電気的接続は、低電位電源線206の角、あるいは屈曲部に設けられる開口部(図11における点線の丸)において行うことができる。開口部は一つに限られず、複数形成してもよい。
図8、9に示した構成と同様、図10、11に示した構成においても、第1の辺132に沿って配列する複数のトラップ電極222、および、第2の辺134、第3の辺136、第4の辺138に沿って連続的な構造を有するトラップ電極230によって表示領域122が取り囲まれる。したがって、イオンの補足を効果的に行うことができ、表示不良が抑制された表示装置100を提供することができる。
(第2実施形態)
本実施形態では、表示装置100の作製方法を、図12乃至図18を用いて説明する。12(A)、13(A)、14(A)、15(A)、16(A)、17(A)、図18(A)は図3の鎖線B−B’に沿った断面に相当し、12(B)、13(B)、14(B)、15(B)、16(B)、17(B)、図18(B)は図6の鎖線D−D’に沿った断面に相当し、12(C)、13(C)、14(C)、15(C)、16(C)、17(C)、図18(C)は図6の鎖線E−E’に沿った断面に相当する。第1実施形態と同様の構成に関しては、説明を割愛することがある。
本実施形態では、表示装置100の作製方法を、図12乃至図18を用いて説明する。12(A)、13(A)、14(A)、15(A)、16(A)、17(A)、図18(A)は図3の鎖線B−B’に沿った断面に相当し、12(B)、13(B)、14(B)、15(B)、16(B)、17(B)、図18(B)は図6の鎖線D−D’に沿った断面に相当し、12(C)、13(C)、14(C)、15(C)、16(C)、17(C)、図18(C)は図6の鎖線E−E’に沿った断面に相当する。第1実施形態と同様の構成に関しては、説明を割愛することがある。
[1.画素層112]
図12(A)乃至図12(C)に示すように、基板102上にアンダーコート170を形成する。基板102は、トランジスタ144や共通電極154、画素電極156、液晶層114などを支持するものである。したがって、基板102上に形成される各構造体のためのプロセス温度に対する耐熱性やプロセス中で使用する薬品に対して化学的安定性があればよい。具体的には、基板102はガラスや石英、あるいはセラミックを含むことができる。また、フレキシブルな樹脂基板であっても良い。樹脂基板は、ポリイミドやポリアミド、ポリカーボナートなどの高分子材料を含むことができる。基板102は可視光を透過できることが好ましい。
図12(A)乃至図12(C)に示すように、基板102上にアンダーコート170を形成する。基板102は、トランジスタ144や共通電極154、画素電極156、液晶層114などを支持するものである。したがって、基板102上に形成される各構造体のためのプロセス温度に対する耐熱性やプロセス中で使用する薬品に対して化学的安定性があればよい。具体的には、基板102はガラスや石英、あるいはセラミックを含むことができる。また、フレキシブルな樹脂基板であっても良い。樹脂基板は、ポリイミドやポリアミド、ポリカーボナートなどの高分子材料を含むことができる。基板102は可視光を透過できることが好ましい。
アンダーコート170は基板102からアルカリ金属などの不純物がトランジスタ144や液晶層114などへ拡散することを防ぐ機能を有する膜であり、窒化ケイ素や酸化ケイ素、窒化酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素などの無機絶縁体を含むことができる。アンダーコート170は化学気相成長法(CVD法)やスパッタリング法などを適用して単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。ただし、アンダーコート170は任意の構成であり、必ずしも設ける必要はない。
引き続き、半導体膜146を形成する(図12(A))。半導体膜146は例えばケイ素などの14族元素、あるいは酸化物半導体を含むことができる。酸化物半導体としては、インジウムやガリウムなどの第13族元素を含むことができ、典型的な例としてインジウムとガリウムの混合酸化物(IGO)が挙げられる。酸化物半導体はさらに12族元素を含んでもよく、一例としてインジウム、ガリウム、および亜鉛を含む混合酸化物(IGZO)が挙げられる。半導体膜146の結晶性に限定はなく、単結晶、多結晶、微結晶、あるいはアモルファスでもよい。半導体膜146内でこれらのモルフォロジーが混在していてもよい。
半導体膜146がケイ素を含む場合、半導体膜146は、シランガスなどを原料として用い、CVD法によって形成すればよい。得られるアモルファスシリコンに対して加熱処理、あるいはレーザなどの光を照射することで結晶化を行ってもよい。
酸化物半導体を含む半導体膜146は、スパッタリング法を利用して形成することができる。この場合、成膜は酸素ガスを含む雰囲気、例えばアルゴンと酸素ガスの混合雰囲気中で行うことができる。この時、アルゴンの分圧を酸素ガスの分圧より小さくしてもよい。ターゲットに印加する電源は直流電源でも交流電源でもよく、ターゲットの形状や組成などによって決定することができる。ターゲットとしては例えばインジウム、ガリウム、亜鉛を含む混合酸化物(InaGabZncOd)を用いることができる。ここでa、b、c、dは0以上の実数であり、整数とは限らない。したがって、各元素が最も安定なイオンで存在していると仮定した場合、上記組成は必ずしも電気的に中性な組成とは限らない。ターゲットの組成の一例として、InGaZnO4が挙げられるが、組成はこれに限られず、適宜選択することができる。
酸化物半導体を含む半導体膜146を形成したのち、半導体膜146に対して加熱処理(アニール)を行ってもよい。加熱処理は半導体膜146のパターニング前に行ってもよく、パターニング後に行ってもよい。加熱処理によって半導体膜146の体積が小さくなる(シュリンク)場合があるので、パターニング前に加熱処理を行うのが好ましい。
加熱処理は窒素、乾燥空気、あるいは大気の存在下、常圧、あるいは減圧で行えばよい。加熱温度は250℃から500℃、あるいは350℃から450℃の範囲で、加熱時間は15分から1時間の範囲で選択することができるが、これらの範囲外で加熱処理を行ってもよい。この加熱処理により半導体膜146の酸素欠陥に酸素が導入される、あるいは転位し、より構造の明確な、結晶欠陥の少ない、結晶性の高い半導体膜146が得られる。その結果、低いリーク電流を有するトランジスタ144が得られ、低周波駆動を実現することができる。
次に半導体膜146を覆うようにゲート絶縁膜172を形成する(図12(A))。ゲート絶縁膜172は単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよく、酸化ケイ素や窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素などを含むことができる。ゲート絶縁膜172はアンダーコート170と同様の手法で形成することができる。ゲート絶縁膜172は表示領域122だけでなく、周辺領域130にも設けることができる(図12(B)、(C))。
次に、図13(A)、(B)、(C)に示すように、スパッタリング法やCVD法を用いてゲート電極148を含むゲート信号線140、および配線202を形成する。これらはチタンやアルミニウム、銅、モリブデン、タングステン、タンタルなどの金属やその合金などを用い、単層、あるいは積層構造を有するように形成することができる。例えばモリブデンとタングステンの積層構造、チタンやタングステン、モリブデンなどの比較的高い融点を有する金属でアルミニウムや銅などの導電性の高い金属を挟持する構造などを採用することができる。
その後、ゲート電極148を覆うように、層間膜173を形成する。層間膜も酸化ケイ素や窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素や窒化酸化ケイ素などを含むことができ、アンダーコート170と同様の手法で形成することができる。層間膜は、表示領域122だけでなく、周辺領域130にも設けることができる(図13(B)、(C))。
引き続き、ソース電極150、ドレイン電極152、およびこれらと同一の層内に存在する配線である低電位電源線206、制御配線204、208などを形成する(図13(A)、(B)、(C))。これらの配線は、ゲート電極148と同様、単層構造、積層構造のいずれの構造を有していてもよい。積層構造としては、例えばアルミニウムをチタンで挟持した構造などが挙げられる。これらの配線も、ゲート電極148の形成と同様の方法によって形成することができる。以上の工程により、トランジスタ144が形成される
その後、トランジスタ144や低電位電源線206、制御配線204、208を覆うように平坦化膜174を形成する(図13(A)、(B)、(C))。平坦化膜174は有機絶縁体で形成することができる。有機絶縁体としてエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリアミド、ポリエステル、ポリカーボナート、ポリシロキサンなどの高分子材料が挙げられ、スピンコーティング法、ディップコーティング法、インクジェット法、印刷法などの湿式成膜法、あるいはラミネート法などによって形成することができる。
次に、平坦化膜174に対してエッチングを行い、低電位電源線206を露出する開口部を形成する(図14(B))。開口部は、例えばフッ素含有炭化水素を含むガス中でプラズマエッチングを行うことで形成することができる。その後、スパッタリング法やCVD法を用い、共通電極154、およびそれと同一の層内に存在するトラップ電極222やシールド電極220を形成する(図14(A)、(B)、(C))。トラップ電極222は、上記開口部を覆うように形成することで、低電位電源線206と電気的に接続することができる。共通電極154やトラップ電極222、シールド電極220は、ITOやIZOなどの可視光を透過する導電性酸化物を用い、スパッタリング法などを用いて形成することができる。導電性酸化物を含む共通電極154やトラップ電極222、シールド電極220を形成する前に、チタンやモリブデン、タングステンなどの金属を含み、可視光を透過可能な厚さを有する金属薄膜を形成してもよい。この場合、金属薄膜を介して低電位電源線206とトラップ電極222が接続される。
この後、配線160、およびこれと同一の層内に存在する配線を形成する。例えばシールド電極220を覆うように、配線160を形成することができる。配線160は、CVD法やスパッタリング法によって形成することができる。ゲート電極148やソース電極150、ドレイン電極152と同様、種々の金属を含むことができる。例えばアルミニウムや銅などの高導電性金属をチタンやタングステン、モリブデンなどの高融点金属で挟持する構造などを採用することができる。
引き続き、共通電極154やトラップ電極222、シールド電極220を覆うようにパッシベーション膜176を形成する(図14(A)、(B)、(C))。パッシベーション膜176もアンダーコート170やゲート絶縁膜172と同様の材料を含むことができ、典型的には窒化ケイ素などの、ケイ素を含有する無機化合物を含む。パッシベーション膜176も、単層構造、積層構造、いずれの構造を有してもよい。
その後パッシベーション膜176、および平坦化膜174に対してエッチングを行ってソース電極150を露出する開口部を形成する(図15(A))。引き続き、画素電極156と、これと同一の層内に存在する膜を形成する(図15(A))。例えば図8や図10で示すトラップ電極230がこの段階で形成される。画素電極156は開口部を覆うように形成され、これにより、画素電極156とソース電極150が接続される。
この後、第1の配向膜178を形成する(図15(A)、(B)、(C))。第1の配向膜178はポリイミドやその前駆体、ポリアミド、ポリエステルなどの高分子を含むことができ、湿式成膜法、あるいはラミネート法を用いて形成することができる。第1の配向膜178に対し、物理的なラビング処理を行ってもよい。ラビング処理に代わり光配向処理を行っても良い。具体的には、第1の配向膜178、あるいはその前駆体を塗布したのちに、基板102に対して斜め方向に光を照射する。これにより、第1の配向膜178中で光反応(架橋、分解など)が生じ、第1の配向膜178表面に異方性が付与される。この異方性により、液晶分子の初期配向が制御される。以上の工程により、画素層112が形成される。
[2.対向基板]
対向基板104上に、Rx配線106を形成する(図16(A))。対向基板104は基板102と同様の材料を含むことができる。Rx配線106は、対向基板104のうち表示領域122と重なる領域に、図1に示すようにストライプ状に形成される。周辺領域130上にはRx配線106は形成しなくてもよい(図16(B)、(C))。Rx配線106はITOやIZOなどの可視光を透過する導電性酸化物や視認性に影響を及ぼしにくい細線の金属配線を含むことができ、スパッタリング法やゾル―ゲル法などによって形成することができる。
対向基板104上に、Rx配線106を形成する(図16(A))。対向基板104は基板102と同様の材料を含むことができる。Rx配線106は、対向基板104のうち表示領域122と重なる領域に、図1に示すようにストライプ状に形成される。周辺領域130上にはRx配線106は形成しなくてもよい(図16(B)、(C))。Rx配線106はITOやIZOなどの可視光を透過する導電性酸化物や視認性に影響を及ぼしにくい細線の金属配線を含むことができ、スパッタリング法やゾル―ゲル法などによって形成することができる。
引き続き、対向基板104のRx配線106が形成される面とは反対の面に、遮光膜182を形成する(図17(A)、(B)、(C))。遮光膜182は、クロムやモリブデンなど比較的反射率の低い金属、あるいは黒色又はそれに近い色の顔料を含有する樹脂材料を用い、蒸着法やスパッタリング法、CVD法、あるいは湿式成膜法を用いて形成することができる。
次に、カラーフィルタ184を遮光膜182の開口部に形成する(図17(A))。カラーフィルタ184は、遮光膜182の一部を覆うように形成してもよい。逆に、カラーフィルタ184を形成したのちに遮光膜182を形成してもよい。カラーフィルタ184は湿式成膜法、あるいは蒸着法などに依って形成することができる。カラーフィルタ184の光学特性は隣接する画素120ごとに変えることができ、これにより、例えば画素ごとに異なる色の光を取り出すことができる。遮光膜182とカラーフィルタ184は下地膜を介して対向基板104上に設けても良い。
その後、遮光膜182とカラーフィルタ184を覆うようにオーバーコート186を形成する(図17(A)、(B)、(C))。オーバーコート186は遮光膜182とカラーフィルタ184を保護するとともに、これらから不純物が液晶層114へ拡散することを防止する膜である。オーバーコート186はエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、ポリエステルなどの高分子材料を含むことができ、湿式成膜法やラミネート法を適用して形成することができる。
次に、カラーフィルタ184と遮光膜182を覆うように、第2の配向膜180が形成される(図17(A)、(B)、(C))。第2の配向膜180は、第1の配向膜178と同様の材料を含むことができ、同様の方法で形成することができる。第2の配向膜180に対して物理的にラビング処理を行ってもよい。またラビング処理に代わり光配向処理であっても良い。以上の工程により、対向基板104が形成される。
[3.セル組工程]
その後、画素層112やカラーフィルタ184などを挟むように、基板102と対向基板104をシール116を用いて張り合わせる。シール116は表示領域122や低電位電源線206、トラップ電極222、230を取り囲むように配置される。引き続き、基板102と対向基板104の間に液晶分子を注入し、液晶層114を形成する(図18(A)、(B)、(C))。あるいは、基板102と対向基板104のいずれかの上に液晶分子を滴下し、その上に他方を設置し、基板102と対向基板104の間の空間に液晶分子が広がるように基板102と対向基板104を貼り合わせてもよい。液晶層114には、基板102と対向基板104間の距離を維持するためのスペーサーを添加してもよい。スペーサーの添加の替わりに、基板102、あるいは対向基板104上に、絶縁体を含むスペーサーを設けてもよい。
その後、画素層112やカラーフィルタ184などを挟むように、基板102と対向基板104をシール116を用いて張り合わせる。シール116は表示領域122や低電位電源線206、トラップ電極222、230を取り囲むように配置される。引き続き、基板102と対向基板104の間に液晶分子を注入し、液晶層114を形成する(図18(A)、(B)、(C))。あるいは、基板102と対向基板104のいずれかの上に液晶分子を滴下し、その上に他方を設置し、基板102と対向基板104の間の空間に液晶分子が広がるように基板102と対向基板104を貼り合わせてもよい。液晶層114には、基板102と対向基板104間の距離を維持するためのスペーサーを添加してもよい。スペーサーの添加の替わりに、基板102、あるいは対向基板104上に、絶縁体を含むスペーサーを設けてもよい。
その後、一対の偏光板188、190を基板102、対向基板104を挟むように設ける(図4参照)。さらに図示しないバックライトを設置することで、表示装置100が作製される。
実施形態1で述べたように、本発明の実施形態の一つである表示装置100では、周辺領域130(あるいは、表示領域122と端子128の間の領域)に複数のトラップ電極222が設けられている。さらに、表示装置100の端子128が設けられない辺と表示領域122の間にも一つ、あるいは複数の、表示領域122の三つの辺に沿うトラップ電極230を設けることも可能である。このため、効率よくイオンを捕捉することができ、表示斑などの表示不良の発生を効果的に抑制することができる。この効果は特に低周波駆動する際に有効であり、高画質を与え、かつ、低消費電力の表示装置を提供することが可能となる。
本発明の実施形態として上述した各実施形態は、相互に矛盾しない限りにおいて、適宜組み合わせて実施することができる。また、各実施形態の構成に対し、当業者が適宜構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略、もしくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
本明細書においては、開示例として主に液晶素子を有する表示装置の場合を例示したが、他の適用例として、その他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型表示装置など、あらゆる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。
上述した各実施形態の態様によりもたらされる作用効果とは異なる他の作用効果であっても、本明細書の記載から明らかなもの、又は、当業者において容易に予測し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
100:表示装置、102:基板、104:対向基板、106:Rx配線、108:コネクタ、110:コネクタ、112:画素層、114:液晶層、116:シール、120:画素、122:表示領域、124:駆動回路、126:配線、128:端子、130:周辺領域、132:第1の辺、134:第2の辺、136:第3の辺、138:第4の辺、140:ゲート信号線、142:映像信号線、144:トランジスタ、146:半導体膜、148:ゲート電極、150:ソース電極、152:ドレイン電極、154:共通電極、156:画素電極、158:スリット、160:配線、162:給電部、170:アンダーコート、172:ゲート絶縁膜、173:層間膜、174:平坦化膜、176:パッシベーション膜、178:第1の配向膜、180:第2の配向膜、182:遮光膜、184:カラーフィルタ、186:オーバーコート、188:偏光板、190:偏光板、200:領域、202:配線、204:制御配線、206:低電位電源線、208:制御配線、210:Tx駆動回路、212:アナログスイッチ、214:アナログスイッチ配線、220:シールド電極、222:トラップ電極、230:トラップ電極、232:領域、234:領域
Claims (16)
- 表示領域と、前記表示領域に接する周辺領域を基板上に有し、
前記表示領域は、
トランジスタ、前記トランジスタ上の絶縁膜、前記絶縁膜上に位置し、前記トランジスタに電気的に接続する画素電極、および前記絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、
前記トランジスタに電気的に接続する映像信号線、およびゲート信号線と、
前記複数の画素上の液晶層を有し、
前記周辺領域は、
前記映像信号線に電気的に接続する端子と、
前記表示領域と前記端子の間を前記ゲート信号線と平行に延伸する配線と、
前記配線上の複数の第1の電極を有し、
前記絶縁膜は前記配線を覆い、
前記配線は、前記絶縁膜に形成された開口部を介して前記複数の第1の電極に電気的に接続する表示装置。 - 基板と、
前記基板上の表示領域と、
前記基板上に位置し、前記表示領域を囲む配線と、
前記配線上に位置し、前記配線と重なる複数の第1の電極と複数の第2の電極を有し、
前記表示領域は第1の辺、第2の辺、第3の辺、第4の辺を有する長方形であり、
前記複数の第1の電極は前記第1の辺に最も近く、
前記第3の辺は前記第1の辺に対向し、
前記第2の辺は前記第4の辺に対向し、
前記表示領域は、
トランジスタ、前記トランジスタ上の絶縁膜、前記絶縁膜上に位置し、前記トランジスタに電気的に接続する画素電極、および前記絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、
前記トランジスタに電気的に接続する映像信号線、およびゲート信号線と、
前記複数の画素上の液晶層を有し、
前記複数の第1の電極は前記第1の辺に沿って配列し、
前記複数の第2の電極は、それぞれ前記第2の辺、前記第3の辺、前記第4の辺に沿って配列し、前記画素電極と同一の層内に存在し、
前記複数の第1の電極と前記複数の第2の電極は、前記絶縁膜内の開口部を介して前記配線と電気的に接続する表示装置。 - 基板と、
前記基板上の表示領域と、
前記基板上に位置し、前記表示領域を囲む配線と、
前記配線上に位置し、前記配線と重なる複数の第1の電極と第2の電極を有し、
前記表示領域は第1の辺、第2の辺、第3の辺、第4の辺を有する長方形であり、
前記複数の第1の電極は前記第1の辺に最も近く、
前記第3の辺は前記第1の辺に対向し、
前記第2の辺は前記第4の辺に対向し、
前記表示領域は、
トランジスタ、前記トランジスタ上の絶縁膜、前記絶縁膜上に位置し、前記トランジスタに電気的に接続する画素電極、および前記絶縁膜上の共通電極をそれぞれ有する複数の画素と、
前記トランジスタに電気的に接続する映像信号線、およびゲート信号線と、
前記複数の画素上の液晶層を有し、
前記複数の第1の電極は前記第1の辺に沿って配列し、
前記第2の電極は前記第2の辺、前記第3の辺、前記第4の辺に沿って連続的に延伸し、前記画素電極と同一の層内に存在し、
前記複数の第1の電極と前記第2の電極は、前記絶縁膜内の開口部を介して前記配線と電気的に接続する表示装置。 - 前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有し、
前記配線、前記ソース電極、および前記ドレイン電極は同一の層内に存在し、
前記複数の第1の電極と前記共通電極は同一の層内に離間して存在する、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有し、
前記配線、前記ソース電極、および前記ドレイン電極は同一の層内に存在し、
前記複数の第1の電極と前記画素電極は同一の層内に離間して存在する、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有し、
前記配線、前記ソース電極、および前記ドレイン電極は同一の層内に存在し、
前記複数の第1の電極は、
前記共通電極と同一の層内に存在する第1の層と、
前記第1の層上に位置し、前記画素電極と同一の層内に存在する第2の層を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記端子側の前記周辺領域にアナログスイッチをさらに有し、
前記複数の第1の電極は前記表示領域と前記アナログスイッチの間に位置する、請求項1に記載の表示装置。 - 前記基板上にアナログスイッチをさらに有し、
前記複数の第1の電極は前記表示領域と前記アナログスイッチの間に位置する、請求項2または3に記載の表示装置。 - 前記画素電極と前記液晶層の間に配向膜をさらに有し、
前記配向膜は前記複数の第1の電極上に延伸し、前記前記複数の第1の電極に重なる、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記複数の第1の電極のそれぞれの幅は前記配線の幅よりも大きい、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記端子側の前記周辺領域に、前記映像信号線と前記端子を電気的に接続する第2の配線をさらに有し、
前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有し、
前記第2の配線は前記ゲート電極と同じ層内に存在する、請求項1に記載の表示装置。 - 前記基板上に端子をさらに有し、
前記トランジスタは、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極を有し、
前記映像信号線は第2の配線を介して前記端子と電気的に接続し、
前記第2の配線は前記ゲート電極と同じ層内に存在する、請求項2または3に記載の表示装置。 - 前記液晶層の上に位置し、シールによって前記基板と固定される対向基板をさらに有し、
前記シールは前記複数の第1の電極を取り囲む、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。 - 前記開口部は前記配線の屈曲部に位置する、請求項3に記載の表示装置。
- 前記基板上に位置し、前記配線と電気的に接続する給電部をさらに有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。
- 前記基板上の対向基板と、
前記対向基板上に位置し、縞状に配置した複数の電極をさらに有し、
前記共通電極は、前記複数の画素電極に重なる縞状の電極を複数有し、
前記縞状に配置した複数の電極は前記共通電極と交差して容量を形成する、請求項1から3のいずれか一項に記載の表示装置。
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