JP2021124666A - 表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示品位の向上が可能な表示装置を提供する。【解決手段】 本実施形態の表示装置は、第1基板と、第1基板と向かい合う第2基板と、第1基板と第2基板との間に設けられた液晶層と、を備えている。第1基板は、第1金属材料により形成され、第1方向に沿って隣り合う第1信号線及び第2信号線と、第2金属材料により形成され、第1方向と交差する第2方向に沿って隣り合う第1走査線及び第2走査線と、第1信号線及び第1走査線と電気的に接続された半導体層と、半導体層と接触した第1透明電極と、第1透明電極まで貫通したコンタクトホールを有する有機絶縁層と、コンタクトホールを通じて第1透明電極と接触した第2透明電極と、を備えている。第1透明電極は、平面視で、第1信号線、第2信号線、第1走査線、及び第2走査線によって囲まれた画素領域の中央に位置している。コンタクトホールは、第1金属材料及び前記第2金属材料に重ならない。【選択図】 図4

Description

本発明の実施形態は、表示装置に関する。
一般に、液晶表示装置は、液晶層に電圧を印加するための画素電極及び共通電極と、画素電極と接続されるスイッチング素子とを備えている。画素電極とスイッチング素子とは、コンタクトホールを通じて接続される。コンタクトホール近傍では液晶層の制御が困難となるため、コンタクトホールが設けられた領域は、表示に寄与しない領域となる。したがって、コンタクトホールは、画素の境界近傍に設けられる場合が多い。また、コンタクトホールと重ねて配置される画素電極は、隣り合う画素電極と電気的に絶縁する必要があるため、互いに離間して配置される。
近年、表示装置の高精細化が進められている。例えばVirtual Reality(VR)ビュアーとして用いられる表示装置では、2000ppi以上の画素数が求められる。このような液晶表示装置において、画素面積の縮小に伴い、コンタクトホールが形成された領域や、隣り合う画素電極の間隙などが無視できない大きさになっている。また、画素面積の縮小により、画素電極と共通電極との間で液晶層の配向を保持するのに十分な容量を形成することが困難となっている。
特開2010−181874号公報
本実施形態の目的は、表示品位を向上することが可能な表示装置を提供することにある。
本実施形態の表示装置は、第1基板と、第1基板と向かい合う第2基板と、第1基板と第2基板との間に設けられた液晶層と、を備えている。第1基板は、第1金属材料により形成され、第1方向に沿って隣り合う第1信号線及び第2信号線と、第2金属材料により形成され、第1方向と交差する第2方向に沿って隣り合う第1走査線及び第2走査線と、第1信号線及び第1走査線と電気的に接続された半導体層と、半導体層と接触した第1透明電極と、第1透明電極まで貫通したコンタクトホールを有する有機絶縁層と、コンタクトホールを通じて第1透明電極と接触した第2透明電極と、を備えている。第1透明電極は、平面視で、第1信号線、第2信号線、第1走査線、及び第2走査線によって囲まれた画素領域の中央に位置している。コンタクトホールは、第1金属材料及び前記第2金属材料に重ならない。
本実施形態の表示装置は、半導体層と、半導体層と接触した第1透明電極と、第1透明電極と接触した第2透明電極と、第1透明電極及び第2透明電極と重なる第3透明電極と、を備えている。第1透明電極は、第1領域と、4つの第2領域とを有している。第1領域において、第1透明電極は、第2透明電極と重なり第3透明電極と重なっていない。第2領域において、第1透明電極は、第2透明電極及び前記第3透明電極と重なっている。4つの第2領域は、互いに離間している。
本実施形態の表示装置は、半導体層と、半導体層と接触した第1透明電極と、第1透明電極と接触した第2透明電極と、第1透明電極及び第2透明電極と重なる第3透明電極と、を備えている。第3透明電極は、開口を有している。第1透明電極の外周と、開口のエッジとは、8点で交差している。
図1は、本実施形態に係る表示装置の外観の一例を示す平面図である。 図2は、図1に示す第1基板の一例を概略的に示す斜視図である。 図3は、図2に示す画素領域の一例を概略的に示す平面図である。 図4は、画素領域における第1基板の構成例を示す平面図である。 図5は、図4に示す第1透明電極、第2透明電極、及び開口を拡大して示す平面図である。 図6は、開口を拡大して示す平面図である。 図7は、図3に示すVII−VII’線に沿った断面図である。 図8は、図4に示すVIII−VIII’線に沿った断面図である。 図9は、図8に示すフリンジ電界によって形成される液晶ドメインの一例を示す平面図である。 図10は、カラーフィルタの配置例を概略的に示す平面図である。 図11Aは、コンタクトホールの形成に関する工程の一例を概略的に示す断面図である。 図11Bは、図11Aに続く工程を概略的に示す断面図である。 図11Cは、図11Bに続く工程を概略的に示す断面図である。 図11Dは、図11Cに続く工程を概略的に示す断面図である。 図12Aは、液晶層の形成に関する工程の一例を概略的に示す図である。 図12Bは、図12Aに続く工程を概略的に示す断面図である。 図13は、比較例の画素領域を概略的に示す平面図である。 図14は、比較例における第1透明電極を概略的に示す平面図である。 図15は、図13に示すXV−XV’線に沿った断面図である。 図16は、本実施形態の第1変形例を示す平面図である。 図17は、図16に示すXVII−XVII’線に沿った断面図である。 図18は、図17に示す絶縁層の形成に関する工程の一例を示す断面図である。 図19は、本実施形態の第2変形例を示す平面図である。 図20は、本実施形態の第3変形例を示す平面図である。 図21は、第3変形例におけるカラーフィルタの配置例を概略的に示す平面図である。
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と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。
本実施形態において、表示装置の一例として、透過型の液晶表示装置を開示する。この液晶表示装置は、例えば、Virtual Reality(VR)ビュアー、スマートフォン、タブレット端末、携帯電話端末、ノートブックタイプのパーソナルコンピュータ、ゲーム機器等の種々の装置に用いることができる。
図1は、本実施形態に係る表示装置DSPの外観の一例を示す平面図である。図に示す第1方向X、第2方向Y、及び、第3方向Zは、互いに直交しているが、90度以外の角度で交差していてもよい。第1方向X及び第2方向Yは、表示装置DSPを構成する基板の主面と平行な方向に相当する。第3方向Zは、表示装置DSPの厚さ方向に相当する。本明細書において、第3方向Zを示す矢印の先端側に表示装置DSPを観察する観察位置があるものとし、この観察位置から、第1方向X及び第2方向Yで規定されるX−Y平面に向かって見ることを平面視という。
表示装置DSPは、表示パネルPNLと、照明装置(バックライト)BLと、偏光板PL2と、を備えている。照明装置BL、表示パネルPNL、及び、偏光板PL2は、この順で第3方向Zに積層されている。
表示パネルPNLは、アクティブマトリクス型の液晶表示パネルである。表示パネルPNLは、一例では、第2方向Yに長い略長方形状に形成されている。表示パネルPNLは、第1基板SU1と、第2基板SU2と、を備えている。第1基板SU1は、第2基板SU2よりも延出した領域に、接続部CNを有している。接続部CNは、フレキシブルプリント回路基板やICチップなどの信号供給源を接続するための端子を含んでいる。
照明装置BLは、第1基板SU1と対向する導光板、導光板の側面に配置された光源、導光板と表示パネルPNLの間に配置された各種光学シートなどを備えている。光学シートは、例えばプリズムシート、拡散シート等である。光源は、例えば青色発光ダイオードに蛍光体を積層した構造を有しており、白色光を導光板に照射する。ただし、光源の構成はこの例に限定されない。
図2は、図1に示す第1基板SU1の一例を概略的に示す斜視図である。第1基板SU1は、画像を表示する表示部DAにおいて、複数の画素領域PXを備えている。画素領域PXは、映像信号に対して個別に制御できる最小単位である。図示した例では、画素領域PXは、第1方向X及び第2方向Yに沿ってマトリクス状に配置されている。また、第1基板SU1は、表示部DAの外側において、一対の制御回路PCを備えている。制御回路PCは、接続部CNを介して外部から入力された制御信号に基づいて、画素領域PXにおける表示を制御する。なお、制御回路PCは、例えば、接続部CNに接続されるフレキシブルプリント回路基板に設けられていてもよい。
図3は、図2に示す画素領域PXの一例を概略的に示す平面図である。第1基板SU1は、複数の信号線S(S1、S2)と、複数の走査線G(G1、G2)と、半導体層OSと、第1透明電極IT1と、を備えている。信号線S1は、一例では、第2方向Yに沿って延出し、第1方向Xに沿って並んでいる。走査線Gは、一例では、第1方向Xに沿って延出し、第2方向Yに沿って並んでいる。本明細書において、画素領域PXとは、表示に寄与する領域、すなわち照明装置BLから出射された光を透過することが可能な領域であり、隣り合う信号線Sと隣り合う走査線Gとによって囲まれた領域に相当する。
画素領域PXは、第1方向Xに沿った幅Wxと第2方向Yに沿った幅Wyとを有している。幅Wxは、一例では、幅Wyよりも小さい。幅Wxと幅Wyとの比Wx:Wyは、一例では、3:4である。高解像度が求められる場合、表示パネルPNLが有する画素領域PXの密度は、例えば1000ppi以上であることが好ましく、2000ppi以上であることがより好ましい。画素領域PXの密度が例えば2000ppiである場合、幅Wxは、例えば6.3μmである。
半導体層OSは、スイッチング素子SWとしての薄膜トランジスタを構成している。半導体層OSは、例えば、透明な酸化物半導体によって形成されている。半導体層OSの一端側は、コンタクトホールCH1を通じて信号線S1と接続されている。半導体層OSの他端側は、コンタクトホールCH2を通じて第1透明電極IT1と接続されている。図示した例では、半導体層OSは、第1方向X及び第2方向Yに対し斜め方向に屈曲しており、走査線G1と交差している。走査線G1のうち、半導体層OSと重なる部分は、スイッチング素子SWのゲート電極GEとして機能する。
2000ppiのような高精細化された画素領域PXである場合、半導体層をコンタクトホールCH1からコンタクトホールCH2にかけてL字形状に形成するには画素領域PXが小さい。このため、第2方向Yに沿って隣り合う半導体層同士がショート(あるいは接触)してしまう可能性がある。
一方、本実施形態における半導体層OSは、コンタクトホールCH2に向けて第2方向Yに対して斜め方向に屈曲させ延出させている。したがって、第2方向Yに沿って隣り合う画素領域PXの半導体層OSと近接するという不具合を避けることができる。
第1透明電極IT1は、画素領域PX内に位置している。換言すると、第1透明電極IT1は、信号線S1、信号線S2、走査線G1、及び走査線G2のいずれとも重なっていない。図示した例では、第1透明電極IT1は、第1方向Xに長い略長方形状であり、4つの角部が曲線状に形成されている。
本実施形態において、第1透明電極IT1は、画素領域PXのほぼ中央に位置している。ここで、中央とは、第1透明電極IT1と信号線S1及びS2との距離D1及びD2が互いに等しく、且つ、第1透明電極IT1と走査線G1及びG2との距離D3及びD4が互いに等しいこという。距離D1及びD2は、第1方向Xに沿った距離であり、距離D3及びD4は、第2方向Yに沿った距離である。なお、距離D1と距離D2、及び距離D3と距離D4とは、それぞれ製造工程における精度の範囲内で等しければよく、「等しい」とは製造後における完全一致を意味するものではなく、製造工程における精度のズレを許容する範囲である。精度の範囲内は例えば±0.5μmとする。
また、第1基板SU1は、信号線S及び走査線Gと重なる壁構造WLを有している。すなわち、壁構造WLは、平面視で格子状に設けられている。このような壁構造WLは、一例では、第1基板SU1と第2基板SU2との間隔を保持するスペーサと機能するものであってもよい。信号線Sに沿って延出した壁構造WLは、信号線Sの幅よりも若干大きい幅を有し、図示した例では、信号線Sのすべてと重なっている。走査線Gに沿って延出した壁構造WLは、走査線Gの幅よりも若干大きい幅を有し、図示した例では、走査線Gのすべてと重なっている。
図4は、画素領域PXにおける第1基板SU1の構成例を示す平面図である。第1基板SU1は、信号線S1及びS2、走査線G1及びG2、半導体層OS、第1透明電極IT1、に加え、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3とを備えている。
第2透明電極IT2は、画素領域PXよりもわずかに大きい面積を有し、画素領域PXのすべてと重なっている。すなわち、第2透明電極IT2の外周OE2は、信号線S1、信号線S2、走査線G1、及び走査線G2と重なっている。第2透明電極IT2は、コンタクトホールCH3を通じて第1透明電極IT1と接続されている。コンタクトホールCH3は、画素領域PXのほぼ中央に位置している。換言すると、コンタクトホールCH3は、第2透明電極IT2の中央に位置している。ここで、コンタクトホールCH3が画素領域PXのほぼ中央に位置している、の「ほぼ中央」とは、上述の通り、製造工程のズレを許容するものである。
第3透明電極IT3は、第1基板SU1の全体に亘って形成されている。第3透明電極IT3は、コンタクトホールCH3と重なる開口OPを有している。開口OPは、画素領域PX内に位置し、信号線S1、信号線S2、走査線G1、及び走査線G2のいずれとも重なっていない。本実施形態において、開口OPは、第1方向X及び第2方向Yに関して対称な形状であり、図示した例では、略十字型である。
図5は、図4に示す第1透明電極IT1、第2透明電極IT2、及び第3透明電極IT3の開口OPを拡大して示す平面図である。図において、第1透明電極IT1と第2透明電極IT2とが重なる領域は、右上がりの斜線を付して示し、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3とが重なる領域は、右下がりの斜線を付して示し、第1透明電極IT1、第2透明電極IT2、及び第3透明電極IT3が重なる領域は、右上がりの斜線と右下がりの斜線の双方を付して示している。
第1透明電極IT1と開口OPとは、いずれも第2透明電極IT2が設けられた領域内に位置している。すなわち、第1透明電極IT1と開口OPとは、平面視で、第2透明電極IT2の外周OE2によって囲まれている。
第1透明電極IT1と開口OPとは、部分的に重なっている。第1透明電極IT1は、開口OPと重なる1つの第1領域A1と、開口OPと重ならない4つの第2領域A2とを有している。換言すると、第1領域A1において、第1透明電極IT1は、第2透明電極IT2と重なっているが、第3透明電極IT3とは重なっていない。第2領域A2において、第1透明電極IT1は、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3の双方と重なっている。図において、第1領域A1は、右上がりの斜線を付した領域に相当し、コンタクトホールCH3を含む。第2領域A2は、右上がりの斜線と右下がりの斜線の双方を付した領域に相当し、互いに離間している。
上記の構成は、第1透明電極IT1の外周OE1と、開口OPを規定する第3透明電極IT3のエッジ(以下、開口OPのエッジと称す)E3との関係から、以下のように説明することができる。すなわち、第1透明電極IT1の外周OE1と開口OPのエッジE3は、8つの点Pにおいて交差している。
第2透明電極IT2は、第1透明電極IT1よりも外側の領域において、開口OPと重なる4つの第3領域A3と、開口OPと重ならない1つの第4領域A4とを有している。換言すると、第3領域A3において、第2透明電極IT2は、第1透明電極IT1及び第3透明電極IT3のいずれとも重なっていない。第4領域A4において、第2透明電極IT2は、第3透明電極IT3と重なっているが、第1透明電極IT1と重なっていない。図において、第3領域A3は、斜線の付されていない領域に相当し、互いに離間するとともに第1領域A1とそれぞれ隣接している。第4領域A4は、右下がりの斜線を付した領域に相当し、第1領域A1、第2領域A2、及び第3領域A3を囲んでいる。
図6は、開口OPを拡大して示す平面図である。本実施形態において、開口OPのコンタクトホールCH3に近接する側の幅は、開口OPのコンタクトホールCH3から離間する側の幅よりも大きい。
例えば、第1領域A1と第2方向Yに隣接した第3領域A31は、第1方向Xに沿った幅W31を有している。第3領域A31とコンタクトホールCH3との間において、第1領域A1は、第1方向Xに沿った幅W11を有している。幅W11は、幅W31よりも大きい。換言すると、第3透明電極IT3の向かい合う2つの辺SO11及びSO12は、互いに交差する方向に沿って延出し、且つ、配向処理方向ADに対して傾いて延出している。ここで、辺SO11及びSO12は、第3領域A31から第1領域A1に亘って延出した辺であり、開口OPのエッジE3の一部である。
また、第1領域A1と第1方向Xに隣接した第3領域A32は、第2方向Yに沿った幅W32を有している。第3領域A32とコンタクトホールCH3との間において、第1領域A1は、第2方向Yに沿った幅W12を有している。幅W12は、幅W32よりも大きい。換言すると、第3透明電極IT3の向かい合う2つの辺SO21及びSO22は、互いに交差する方向に沿って延出し、且つ、配向処理方向ADに対して傾いて延出している。ここで、辺SO21及びSO22は、第3領域A32から第1領域A1に亘って延出した辺であり、開口OPのエッジE3の一部である。
図7は、図3に示すVII−VII’線に沿った断面図である。なお、本明細書において、第1基板SU1から第2基板SU2に向かう方向を「上側」(あるいは、単に上)と称し、第2基板SU2から第1基板SU1に向かう方向を「下側」(あるいは、単に下)と称する。「第1部材の上の第2部材」及び「第1部材の下の第2部材」とした場合、第2部材は、第1部材に接していてもよいし、第1部材から離間していてもよい。
表示パネルPNLは、第1基板SU1、第2基板SU2、及び、偏光板PL2に加え、液晶層LC、及び偏光板PL1を備えている。
第1基板SU1は、半導体層OS、信号線S1、走査線G1、第1透明電極IT1、第2透明電極IT2、第3透明電極IT3、及び壁構造WLに加え、絶縁基板10、絶縁層11、12、13、14、15、及び16、カラーフィルタ層CF、配向膜AL1、などを備えている。
絶縁基板10は、ガラスや樹脂などの絶縁材料からなる透明基板である。絶縁層11は、絶縁基板10の第2基板SU2と対向する面を覆っている。絶縁層12は、絶縁層11を覆っている。半導体層OSは、絶縁層12の上に形成され、絶縁層13によって覆われている。走査線G1は、絶縁層13の上に形成され、絶縁層14によって覆われている。絶縁層11、12、13、及び14は、酸化シリコン、窒化シリコン、酸窒化シリコン等の無機絶縁材料により形成されている。走査線G1は、第2金属材料によって形成される。第2金属材料は、アルミニウム、チタン、銀、モリブデン、タングステン、銅、クロムなどの金属材料や、これらの金属材料を組み合わせた合金などによって形成され、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。
信号線S1と第1透明電極IT1とは、絶縁層14の上に形成されている。信号線S1は、絶縁層14及び13を半導体層OSまで貫通したコンタクトホールCH1を通じて、半導体層OSと接している。第1透明電極IT1は、絶縁層14及び13を半導体層OSまで貫通したコンタクトホールCH2を通じて、半導体層OSと接している。信号線S1を形成する材料は、第1金属材料である。第1金属材料は、上記の金属材料が適用可能であり、第2金属材料と同じであっても異なる金属材料であってもよい。第1透明電極IT1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)等の透明な導電材料によって形成されている。信号線S1及び第1透明電極IT1は、カラーフィルタ層CFによって覆われている。
カラーフィルタ層CFは、着色された樹脂によって形成されている。カラーフィルタ層CFは、一例では、赤色のカラーフィルタCFR、緑色のカラーフィルタCFG、及び青色のカラーフィルタCFB、を含む。カラーフィルタ層CFは、透明な有機絶縁材料からなる絶縁層(平坦化層)15によって覆われている。なお、カラーフィルタ層CF及び絶縁層15を有機絶縁層と称する場合もある。
壁構造WLは、絶縁層15の上に形成されている。壁構造WLは、例えばポリイミド等の有機絶縁材料によって形成されている。壁構造WLは、傾斜した側面WSを有している。第2透明電極IT2は、側面WSを覆うとともに、絶縁層15の上にも形成されている。また、第2透明電極IT2は、有機絶縁層(すなわち絶縁層15及びカラーフィルタ層CF)を第1透明電極IT1まで貫通したコンタクトホールCH3を通じて、第1透明電極IT1と接している。絶縁層16は、壁構造WL及び第2透明電極IT2を覆っている。第3透明電極IT3は、コンタクトホールCH3の周辺を除き、絶縁層16の上のほぼ全体に形成されている。第3透明電極IT3は、配向膜AL1によって覆われている。
絶縁層16は、例えば窒化シリコン、酸窒化シリコン等の無機絶縁材料により形成されている。なお、絶縁層16を無機絶縁層と称する場合もある。第2透明電極IT2及び第3透明電極IT3は、第1透明電極IT1と同様、例えばITOやIZO等の透明な導電材料によって形成されている。壁構造WLの側面WSにおいて、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3とは、絶縁層16を介して対向している。すなわち、第2透明電極IT2、絶縁層16、及び第3透明電極IT3は、この順で側面WSに重なっている。第2透明電極IT2と第3透明電極IT3との間には、液晶層LCの配向状態を保持するための容量が形成される。
また、第1透明電極IT1及び第2透明電極IT2は、透明な導電材料によって形成されているため、コンタクトホールCH2及びコンタクトホールCH3が形成された領域は、信号線Sや走査線Gなどの金属材料によって遮光されていない領域となる。ここで、コンタクトホールが形成された領域とは、コンタクトホールを通じて2つの導電性材料、又は導電性材料と半導体層とが接触している領域に相当する。つまり、コンタクトホールCH2において半導体層OSと第1透明電極IT1とが接している領域は、信号線S及び走査線G形成する第1金属材料及び第2金属材料と重なっていない。また、コンタクトホールCH3において第1透明電極IT1と第2透明電極IT2とが接している領域は、信号線S及び走査線Gを形成する第1金属材料及び第2金属材料と重なっていない。
第2基板SU2は、絶縁基板20、配向膜AL2、などを備えている。絶縁基板20は、ガラスや樹脂などの絶縁材料からなる透明基板である。配向膜AL2は、絶縁基板20の第1基板SU1と対向する面を覆っている。また、本実施例においては、多くの液晶表示装置に用いられるような絶縁基板20に設けられたブラックマトリクス層(遮光層)が存在しない。つまり、コンタクトホールCH2及びコンタクトホールCH3はブラックマトリクスなどの遮光体によって遮光されるものではない。
液晶層LCは、第1基板SU1と第2基板SU2との間に位置し、配向膜AL1と配向膜AL2との間に保持されている。配向膜AL1及びAL2の配向処理方向ADは、一例では、第2方向Yと平行である。
偏光板PL1は、絶縁基板10の外面、すなわち第2基板SU2と対向する面と反対側の面に設けられている。偏光板PL2は、絶縁基板20の外面、すなわち第1基板SU1と対向する面と反対側の面に設けられている。偏光板PL1の吸収軸及び偏光板PL2の吸収軸の一方は、配向処理方向ADと平行であり、他方は、配向処理方向ADと垂直である。このような構成において、表示装置DSPは、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3との間に電圧が印加されていない場合に光の透過率が小さい暗表示状態となり、第2透明電極IT2と第3透明電極IT3との間に電圧が印加された場合に光の透過率が大きい表示状態となる。
本実施形態において、壁構造WLが設けられた領域において、第1基板SU1と第2基板SU2とは、互いに接している。すなわち、壁構造WLが設けられた領域において、配向膜AL1と配向膜AL2とは、互いに接している。なお、図示は省略するが、信号線Sに沿って設けられた壁構造WLの高さと走査線Gに沿って設けられた壁構造WLの高さとは、互いに異なっていてもよい。この場合、信号線S及び走査線Gのいずれか一方と重なる領域において第1基板SU1と第2基板SU2とが接し、他方が設けられた領域において第1基板SU1と第2基板SU2との間に液晶層LCが介在する。
図8は、図4に示すVIII−VIII’線に沿った断面図である。第2透明電極IT2と第3透明電極IT3との間に電圧が印加された場合、第3透明電極IT3が有する開口OPのエッジE3の近傍において、フリンジ電界が形成される。図において、フリンジ電界の一例を破線で示している。液晶層LCが含む液晶分子は、一例では、長軸(分子軸)方向の誘電率が短軸方向の誘電率よりも大きい、正の誘電率異方性を有する液晶分子である。電圧印加時においては、当該フリンジ電界の方向に対して液晶分子の長軸が平行となるように、液晶分子を回転させる力が働く。なお、液晶分子は、負の誘電率異方性を有していてもよい。この場合、液晶分子の応答速度は低いが、より高い光の透過率が実現される。
図9は、図8に示すフリンジ電界によって形成される液晶ドメインの一例を示す平面図である。図において、液晶分子の長軸方向を矢印で示している。上述したように、配向膜AL1及びAL2の配向処理方向ADは、第2方向Yと平行である。壁構造(例えば信号線Sと重なる壁構造)WLの近傍では、配向膜AL1のアンカリング力によって、液晶分子の長軸方向は、配向処理方向ADに維持される。一方、壁構造WLとフリンジ電界との間では、スプレイ変形を主とした液晶分子の配向変化が生じる。より具体的には、第1方向X及び第2方向Yと平行な平面内において、液晶分子のスプレイ変形が生じる。スプレイ変形に対応する弾性係数は、ツイスト変形やベンド変形に対応する弾性係数よりも大きい。したがって、スプレイ変形を主とした配向変化を生じさせることで、より良好な表示パネルPNLの応答特性が得られる。なお、第3方向Zにおいては、液晶分子のねじれ配向が生じている。
図示した例では、4つの液晶ドメインが形成されている。隣り合う液晶ドメインにおいて、互いに逆方向のねじれ配向が生じている。例えば、図において、画素領域PXの右上と左下の領域において同一のねじれ配向が生じ、画素領域PXの左上と右下の領域において、画素領域PXの右上と左下の領域とは反対方向のねじれ配向が生じている。また、図において斜線を付して示すように、画素領域PXの中央部において、互いに反対方向の液晶変化が拮抗することで暗線領域DRが形成される。図示した例では、暗線領域DRは、第1方向X及び第2方向Yに関して対称に分布し、コンタクトホールCH3のすべてと重なっている。暗線領域DRでは、液晶分子の配向方向は、配向処理方向ADからほとんど変化しない。このため、照明装置BLから出射された光は、暗線領域DRをほとんど透過しない。
図10は、カラーフィルタCFR、CFG、及びCFBの配置例を概略的に示す平面図である。カラーフィルタCFR、CFG、及びCFBは、それぞれ第1方向X及び第2方向Yと交差する対角方向に並んでいる。換言すると、第1方向Xにおいて、カラーフィルタCFR、CFG、及びCFBがこの順で並び、第2方向Yおいて、カラーフィルタCFR、CFB、及びCFGがこの順で並んでいる。このような配置では、異なる色のカラーフィルタが第1方向X及び第2方向Yにおいて分散されるために、表示むらが認識されにくくなる。異なる色のカラーフィルタの境界は、走査線Gおよび信号線Sと重なっている。
次に、図11A乃至図12Bを参照して、表示装置DSPの製造方法について説明する。図11A乃至11Dは、表示装置DSPの製造工程のうち、コンタクトホールCH3の形成に関する工程を概略的に示している。図11A乃至11Dは、図10に示すXI−XI’線に沿った第1基板SU1の一部の断面図に相当する。
まず、図11Aに示すように、絶縁層14、信号線S、及び第1透明電極IT1の上に、カラーフィルタ層CFを形成する。各カラーフィルタCFR、CFG、及びCFBは、一例では、顔料が混合されたシラキサン系の樹脂からなり、ウェットエッチングによりパターニングされる。カラーフィルタCFG、カラーフィルタCFR、及びカラーフィルタCFBは、例えばこの順で形成されるが、この例に限定されない。
次に、図11Bに示すように、シラキサン系の樹脂からなる透明な絶縁層15が形成される。次いで、絶縁層15の上に、壁構造WLが形成される。壁構造WLは、例えば感光性を有するポリイミド等の有機絶縁材料からなり、フォトリソグラフィによってパターニングされる。
次に、図11Cに示すように、壁構造WL及び絶縁層15の上にフォトレジストPRが塗布され、フォトリソグラフィによって第1透明電極IT1と重なる位置に開口OPRが形成される。次いで、このフォトレジストPRをマスクとして、ドライエッチングが施される。エッチングガスは、例えばCFとOとが混合されたフッ素系ガスであり、プラズマ化される。図において矢印で示すように、エッチングガスは、電界によって加速され、フォトレジストPRの上から照射される。
これにより、図11Dに示すように、絶縁層15及びカラーフィルタ層CFを第1透明電極IT1まで貫通するコンタクトホールCH3が形成される。その後、フォトレジストPRが除去され、コンタクトホールCH3を備える第1基板SU1が得られる。なお、ドライエッチングにおいてカラーフィルタCFR、CFG、及びCFBに含まれる顔料が残渣となる場合があるが、酸素アッシングあるいは有機溶剤を用いた洗浄により、当該残渣を除去してもよい。
図12A及び12Bは、表示装置DSPの製造工程のうち、液晶層LCの形成に関する工程を示す図である。まず、図12Aに示すように、配向膜AL2によって覆われた第2基板SU2の内面に、枠上のシール材SEが塗布される。次いで、シール材SEによって囲まれた領域内に液晶DLが滴下される。その後、図12Bに示すように、第2基板SU2を第1基板SU1に貼り合わせることで、第1基板SU1と第2基板SU2との間の全体に亘って液晶層LCが形成される。
次に、図13乃至図15を参照して、本実施形態の比較例について説明する。
図13は、比較例の画素領域PXを概略的に示す平面図である。図13に示す比較例は、コンタクトホールCH3が画素領域PXの外側に設けられている点で、本実施形態と相違している。コンタクトホールCH3は、一例では、走査線G1と重なっている。また、図13は、走査線G2と重なるコンタクトホールCH3a、及びコンタクトホールCH3aと重なる第2透明電極IT2aを示している。
第2透明電極IT2は、コンタクトホールCH3と重なるとともに、走査線G1を超えて第2方向Yに隣り合う画素領域PXまで延在している。一方、第2透明電極IT2は、走査線G2とは重なっていない。これは、コンタクトホールCH3aと重なる第2透明電極IT2aと電気的に絶縁するために、第2透明電極IT2は、第2透明電極IT2aから離間されている必要があるためである。したがって、画素領域PXには第2透明電極IT2に覆われない領域、すなわち第2透明電極IT2と第2透明電極IT2aとの間隙が生じる。
第3透明電極IT3は、第2透明電極IT2が設けられた領域内に開口OPを有している。したがって、開口OPは、走査線G1と重なるとともに、コンタクトホールCH3とも部分的に重なっている。
図14は、図13に示す比較例における第1透明電極IT1を概略的に示す平面図である。本比較例において、第1透明電極IT1は、画素領域PXの外側にも配置されている。すなわち、第1透明電極IT1は、コンタクトホールCH3が設けられる領域まで延在し、走査線G1と重なっている。
また、壁構造WLは、第2方向Yに沿って延出した帯状に形成されている。すなわち壁構造WLは、コンタクトホールCH3が設けられる領域には、配置されていない。より具体的には、壁構造WLは、信号線S1及びS2と重なる領域に設けられ、信号線S1と信号線S2との間には設けられていない。
図15は、図13に示すXV−XV’線に沿った断面図である。図示した例では、コンタクトホールCH3が設けられた領域において、絶縁層16と第3透明電極IT3との間に、絶縁層17が設けられている。絶縁層17は、一例では、ポリイミド等の有機絶縁材料であり、コンタクトホールCH3及びCH3aを埋めている。第3透明電極IT3は、絶縁層16の上に形成されるとともに、コンタクトホールCH3及びCH3aが設けられた領域においては、絶縁層17の上にも延在している。
以上のように、コンタクトホールCH3を走査線G1と重ねて配置する比較例においては、隣り合う第2透明電極IT2と第2透明電極IT2aとを電気的に絶縁させるために、画素領域PXには、第2透明電極IT2が配置されない領域が生じる。第2透明電極IT2が配置されない領域では液晶層LCに電圧が印加されにくく、液晶分子の配向方向は、配向処理方向ADから変化しづらい。すなわち、画素領域PXのうち第2透明電極IT2が配置されない領域は、照明装置BLから出射された光がほとんど透過しない領域となる。この結果、画素領域PXの実効的な面積(あるいは、表示パネルPNLの実効的な開口率)が低下し、表示パネルPNLの光の透過率が低下する。このような傾向は、画素領域PXの面積が小さい高精細な表示パネルPNLにおいて特に顕著である。
一方、本実施形態によれば、第1透明電極IT1と第2透明電極IT2とを接続するためのコンタクトホールCH3は、画素領域PXの中央に配置されている。このため、第2透明電極IT2を隣り合う画素領域PXに延出させることなく、第2透明電極IT2とコンタクトホールCH3とを重ねることができる。また、第2透明電極IT2の外周OE2は、画素領域PXの境界である信号線S及び走査線Gと重なっている。すなわち、隣り合う第2透明電極IT2が互いに接触することなく、且つ、第2透明電極IT2が画素領域PXの全体に亘って配置されている。この結果、画素領域PXの全体を活用することができ、表示パネルPNLの実効的な開口率を向上することができる。したがって、表示パネルPNLの光の透過率を向上することができる。
また、コンタクトホールCH3が画素領域PX内に位置しているため、信号線S及び走査線Gの双方と重なる領域にスペーサとして機能する壁構造WLを形成することができる。また、壁構造WLが格子状に設けられたことで、画素領域PXの全周に亘って壁構造WLの側面WSが形成される。この結果、例えば壁構造WLが信号線Sと重なる領域のみに形成された場合よりも、側面WSに重なる第2透明電極IT2、絶縁層16、及び第3透明電極IT3の面積を増大することができる。したがって、高精細化により画素領域PXの面積が小さくなった場合であっても、電極と絶縁層との積層数を増やすことなく、十分な保持容量を確保することができる。
さらに、第3透明電極IT3は、画素領域PXの中央に開口OPを有している。開口OPのエッジE3近傍に形成されるフリンジ電界と壁構造WLの側面WSにおけるアンカリング力とを利用することで、画素領域PXに単一の第2透明電極IT2が配置された場合であっても、液晶層LCにスプレイ変形を主とした配向変化を生じさせることができる。すなわち、画素領域PX内に複数の第2透明電極IT2を配置することなく、液晶分子のスプレイ変形を生じさせることができ、液晶分子の高速応答が実現される。
また、開口OPの幅は、コンタクトホールCH3に近接するにつれて大きくなっている。例えば、開口OPのエッジE3を構成する辺SO11と辺SO12、及び辺SO21と辺SO22は、配向処理方向ADに対して傾いている。このような構成によれば、フリンジ電界の方向が配向処理方向ADに対して直角を除く角度で交わるために、辺SO11、SO12、SO21、及びSO22の近傍に位置する液晶分子の回転方向を、概ね一意に定めることができる。したがって、液晶分子の配向安定性を確保することができる。
また、開口OPが第1方向X及び第2方向Yに関して対称な略十字型であるため、フリンジ電界によって形成される液晶ドメインも、第1方向X及び第2方向Yに関して対称に分布される。反対方向の液晶変化が拮抗することで生じる暗線領域DRは、画素領域PXのほぼ中央に向かって広がり、コンタクトホールCH3の全体と重なっている。一般に、コンタクトホールの近傍では液晶分子の制御が困難となるため、色純度の低下が生じやすい。しかしながら、本実施形態によれば、暗線領域DRがコンタクトホールCH3を覆うため、遮光層を設けることなく、コンタクトホールCH3による色純度の低下を抑制することができる。
次に、図16乃至図21を参照して、本実施形態の変形例について説明する。
図16は、本実施形態の第1変形例を示す平面図である。第1変形例は、図において斜線を付して示すように、コンタクトホールCH3が設けられた領域内に絶縁層18が形成されている点で、図4に示す例と相違している。また、第3透明電極IT3の開口OPのエッジE3は、部分的にコンタクトホールCH3と重なっている。換言すると、第3透明電極IT3の一部は、絶縁層18と重なっている。
図17は、図16に示すXVII−XVII’線に沿った断面図である。絶縁層18は、コンタクトホールCH3が形成された領域において、第1透明電極IT1と絶縁層16との間に設けられている。絶縁層18は、一例では、黒色に着色された有機絶縁層である。コンタクトホールCH3が絶縁層18によって埋められることで、絶縁層16は、コンタクトホールCH3の近傍であっても、ほぼ平坦に形成される。この結果、絶縁層16の上に形成された第3透明電極IT3は、コンタクトホールCH3と重なる領域まで延在している。
図18は、図17に示す絶縁層18の形成に関する工程の一例を示す断面図である。図18は、第2透明電極IT2が形成された後の様子を示している。
まず、顔料が混合されたポジ型のフォトレジストが第1基板SU1の全面に塗布される。顔料は、黒色顔料でもよく、赤色顔料、緑色顔料、及び青色顔料の混合物であってもよい。フォトレジストは、コンタクトホールCH3内にも設けられる。
次いで、フォトレジストが露光される。このとき、図において矢印で示すように、コンタクトホールCH3内には、光はほとんど到達しない。したがって、コンタクトホールCH3内に設けられたフォトレジストは、感光されず、現像後にもコンタクトホールCH3内に残留する。この結果、コンタクトホールCH3を埋める絶縁層18が形成される。
第1変形例においても、図4に示す例と同様の効果を得ることができる。さらに、第1変形例によれば、コンタクトホールCH3が黒色の絶縁層18によって埋められているため、色純度の低下をさらに抑制することができる。
また、コンタクトホールCH3の近傍であっても絶縁層16が平坦化されているため、絶縁層16の上に形成された第3透明電極IT3のパターニングが容易になる。すなわち、コンタクトホールCH3の近傍であっても、開口OPを形成する際に第3透明電極IT3の上に塗布されるフォトレジストの膜厚が均一になる。この結果、エッジE3がコンタクトホールCH3と重なるような開口OPを形成することが可能になる。
図19は、本実施形態の第2変形例を示す平面図である。第2変形例は、2つの暗線領域DR1及びDR2が形成されている点で、図9に示す例と相違している。暗線領域DR1及びDR2は、円弧状であり、図示した例では、画素領域PXの左上と右下に出現している。このような暗線領域DR1及びDR2は、液晶層LCにカイラル剤を添加することで実現される。
すなわち、カイラル剤を添加することで、液晶分子の2つのねじれ配向のうち、一方向のねじれ配向が容易になり、当該ねじれ配向が生じる領域が拡大する。一方、反対方向のねじれ配向が生じる領域は、縮小する。この結果、図19に示す暗線領域DR1及びDR2が形成される。なお、第2変形例においても第1変形例と同様、コンタクトホールCH3は、黒色に着色された絶縁層18によって埋められている。したがって、コンタクトホールCH3が暗線領域DR1及びDR2によって覆われていない場合であっても、色純度の低下を防ぐことができる。
第2変形例においても、図9に示す例と同様の効果を得ることができる。さらに、第2変形例によれば、暗線領域DR1及びDR2の面積を大幅に縮小することができる。この結果、表示パネルPNLの光の透過率をさらに向上することができる。
図20は、本実施形態の第3変形例を示す平面図である。第3変形例は、画素領域PXの第1方向Xに沿った幅Wxと第2方向Yに沿った幅Wyとの比Wx:Wyが1:3である点で、図4に示す例と相違している。
図21は、第3変形例におけるカラーフィルタCFR、CFG、及びCFBの配置例を概略的に示す平面図である。第1方向Xにおいて、カラーフィルタCFR、CFG、及びCFBは、この順で並んでいる。一方、第2方向Yおいて、同色のカラーフィルタが並んでいる。すなわち、カラーフィルタCFR、CFB、及びCFGは、それぞれ第2方向Yに沿って並んでいる。
第3変形例においても、第1透明電極IT1とコンタクトホールCH3とは、画素領域PXの中央に位置し、第2透明電極IT2は、画素領域PXの全体と重なっている。また、第3透明電極IT3の開口OPは、第1方向X及び第2方向Yに関して対称な略十字型であり、画素領域PXの中央に位置している。したがって、第3変形例においても、図4に示す例と同様の効果を得ることができる。
以上のように、本実施形態によれば、表示品位を向上することが可能な表示装置を提供することができる。
なお、本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これらの新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
DSP…表示装置、PNL…表示パネル、S1,S2…信号線、G1,G2…走査線、PX…画素領域、OS…半導体層、IT1…第1透明電極、OE1…外周、IT2…第2透明電極、OE2…外周、IT3…第3透明電極、OP…開口、E3…エッジ、CF…カラーフィルタ層(有機絶縁層)、15…絶縁層(有機絶縁層)、16…絶縁層(無機絶縁層)、WL…壁構造、WS…側面。

Claims (19)

  1. 第1基板と、
    前記第1基板と向かい合う第2基板と、
    前記第1基板と前記第2基板との間に設けられた液晶層と、
    を備え、
    前記第1基板は、
    第1金属材料により形成され、第1方向に沿って隣り合う第1信号線及び第2信号線と、
    第2金属材料により形成され、前記第1方向と交差する第2方向に沿って隣り合う第1走査線及び第2走査線と、
    前記第1信号線及び前記第1走査線と電気的に接続された半導体層と、
    前記半導体層と接触した第1透明電極と、
    前記第1透明電極まで貫通したコンタクトホールを有する有機絶縁層と、
    前記コンタクトホールを通じて前記第1透明電極と接触した第2透明電極と、
    を備え、
    前記第1透明電極は、平面視で、前記第1信号線、前記第2信号線、前記第1走査線、及び前記第2走査線によって囲まれた画素領域の中央に位置し、
    前記コンタクトホールは、前記第1金属材料及び前記第2金属材料に重ならない、表示装置。
  2. 前記コンタクトホールは、平面視で、前記画素領域の中央に位置している、請求項1に記載の表示装置。
  3. 前記第2透明電極の外周は、前記第1信号線、前記第2信号線、前記第1走査線、及び前記第2走査線と重なっている、請求項1又は2に記載の表示装置。
  4. 前記第1基板は、前記第2透明電極と重なる第3透明電極をさらに備え、
    前記第3透明電極は、前記画素領域内に位置する開口を有している、請求項1乃至3のいずれか1項に記載の表示装置。
  5. 前記第1透明電極は、前記第2透明電極と重なり前記第3透明電極と重ならない第1領域と、前記第2透明電極及び前記第3透明電極と重なる4つの第2領域と、を有し、
    前記第2領域は、互いに離間している、請求項4に記載の表示装置。
  6. 前記第2透明電極は、前記第1透明電極及び前記第3透明電極の双方と重ならない4つの第3領域を有し、
    前記第3領域は、互いに離間し、前記第1領域とそれぞれ隣接している、請求項5に記載の表示装置。
  7. 前記第1領域の幅は、前記第3領域の幅よりも大きい、請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記第1基板は、
    前記有機絶縁層の上に形成され、側面を有する壁構造と、
    前記第2透明電極と前記第3透明電極との間に位置する無機絶縁層と、
    をさらに備え、
    前記壁構造は、前記第1信号線、前記第2信号線、前記第1走査線、及び前記第2走査線と重なり、
    前記第2透明電極、前記無機絶縁層、及び前記第3透明電極は、前記側面に重なっている、請求項4乃至7のいずれか1項に表示装置。
  9. 前記第1基板は、前記コンタクトホールと重なり、前記第2透明電極と前記無機絶縁層との間に設けられた樹脂層をさらに備える、請求項8に記載の表示装置。
  10. 前記樹脂層は、黒色である、請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記第1基板は、前記壁構造が設けられた領域において、前記第2基板と接している、請求項8乃至10のいずれか1項に記載の表示装置。
  12. 前記第1透明電極と、前記第1信号線及び前記第2信号線とは、同層に形成されている、請求項1乃至11のいずれか1項に記載の表示装置。
  13. 前記有機絶縁層は、カラーフィルタと、前記カラーフィルタと覆う透明な平坦化層と、を含む、請求項1乃至12のいずれか1項に記載の表示装置。
  14. 前記半導体層は、酸化物半導体である、請求項1乃至13のいずれか1項に記載の表示装置。
  15. 前記液晶層は、カイラル剤を含む、請求項1乃至14のいずれか1項に記載の表示装置。
  16. 半導体層と、
    前記半導体層と接触した第1透明電極と、
    前記第1透明電極と接触した第2透明電極と、
    前記第1透明電極及び前記第2透明電極と重なる第3透明電極と、
    を備え、
    前記第1透明電極は、前記第2透明電極と重なり前記第3透明電極と重ならない第1領域と、前記第2透明電極及び前記第3透明電極と重なる4つの第2領域と、を有し、
    前記第2領域は、互いに離間している、表示装置。
  17. 前記第2透明電極は、前記第1透明電極及び前記第2透明電極の双方と重ならない4つの第3領域を有し、
    前記第3領域は、互いに離間し、前記第1領域とそれぞれ隣接している、請求項16に記載の表示装置。
  18. 前記第2透明電極は、前記第3透明電極と重なり前記第1透明電極と重ならない第4領域を有し、
    前記第4領域は、前記第1領域、前記第2領域、及び前記第3領域を囲んでいる、請求項17に記載の表示装置。
  19. 半導体層と、
    前記半導体層と接触した第1透明電極と、
    前記第1透明電極と接触した第2透明電極と、
    前記第1透明電極及び前記第2透明電極と重なる第3透明電極と、
    を備え、
    前記第3透明電極は、開口を有し、
    前記第1透明電極の外周と、前記開口のエッジとは、8点で交差している、表示装置。
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KR101545642B1 (ko) 2009-02-09 2015-08-20 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치 및 이의 제조 방법
KR101101007B1 (ko) 2009-10-09 2011-12-29 삼성모바일디스플레이주식회사 액정표시장치
JP5313216B2 (ja) 2010-09-27 2013-10-09 スタンレー電気株式会社 液晶表示装置
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CN108873509A (zh) * 2017-05-08 2018-11-23 中华映管股份有限公司 形成像素结构的方法
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