JP6263044B2 - 液晶表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明は、例えば、半導体装置、表示装置、発光装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明は、例えば、液晶表示装置及び当該液晶表示装置を用いた電子機器に関する。

スマートフォンやタブレットなど、モバイル用途の液晶表示装置が全盛を極めている。家庭用テレビなどの不調をよそに、一部は供給が追い付かないほどの売れ行きであるとも報道されている。家庭用テレビと異なり、２〜３年での買い替えが通常であるモバイル機器は、買い替え需要も常に存在し、不振を極める我が国におけるディスプレイ業界の命綱となっている。

買い替え需要の創出には、より洗練された商品の開発が不可欠である。そして、それに伴い、ディスプレイには常に高画質化、狭額縁化が求められてきた。

液晶表示装置は、シール材によって周囲を固着させた一対の基板間に液晶材料が封入された構造を有している。また、一対の基板のうち、一方の基板には、カラーフィルタや、ブラックマトリクスが設けられ、他方の基板にはアクティブマトリクス型の液晶表示装置の場合には駆動素子が設けられる構造が一般的である。

特許文献１には、素子基板側に存在する平坦化膜が外部雰囲気に曝されることによる、吸湿や透水を防止する目的で、平坦化膜の端部をシール材と重なる位置に配置する構成が開示されている。

液晶表示装置における有効表示領域の外側に位置する非表示領域、いわゆる額縁領域に対する要求は、狭くなり続けるばかりである。大型のディスプレイでも数ｍｍのもの、小型のディスプレイでは１ｍｍを切るものまで発表されている。

額縁領域は、封止や、ドライバの実装に用いられているが、狭額縁化することによって、それらに割くことができる領域も大きく減少してきている。

封止のために用いられるシール材は、樹脂であるため、透湿性が小さいとはいえ水を完全に遮断するものではない。それでも、従来のようにある程度の幅をシール領域に割くことができれば、使用に十分耐えうる期間、外部雰囲気からの水の影響を抑制することができていた。

しかし、狭額縁化が進む昨今においては、そのような領域を充分に確保することが困難となりつつある。

特許第３５３１０４８号明細書

そこで、本発明の一態様では耐久性の高い液晶表示装置などを提供することを課題とする。

または、本発明の一態様では、狭額縁化された液晶表示装置などにおいても、耐久性の高い液晶表示装置などを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、水の侵入を低減した液晶表示装置などを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、額縁の小さな液晶表示装置などを提供することを課題とする。または、本発明の一態様では、新規な液晶表示装置などを提供することを課題とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、シール材で固着された対向基板と素子基板との間に、液晶層を有するアクティブマトリクス型の液晶表示装置において、対向基板には少なくとも樹脂層が形成されており、前記樹脂層の端部は、外部雰囲気に露出しておらず、前記樹脂層と前記シール材とは、前記液晶表示装置の断面を見た際に少なくとも一部において重なりを有しており、前記樹脂層と前記シール材との間には非透湿性の層が形成されている液晶表示装置である。

本発明の一態様の液晶表示装置は、耐久性の高い液晶表示装置である。

シール構造を示す図。 液晶素子の電極構造を示す図。 シール構造を示す図。 液晶素子を示す図。 液晶表示パネル（液晶表示モジュール）を示す図。 電子機器を示す図。 電子機器を示す図。 ＥＳＤ耐性試験結果（対向基板側より電圧印加）を示す図。 ＥＳＤ耐性試験結果（素子基板側より電圧印加）を示す図。 シール構造を示す図。

以下では、本発明の一態様について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなくその形態を様々に変更し得る。したがって、本発明は以下に示す記載内容に限定して解釈されるものではない。

なお、本明細書中において、液晶表示装置は、表示素子が封止された状態にあるパネルと、該パネルにコントローラを含むＩＣ（集積回路）等を実装した状態にあるモジュールとを含む。さらに、該液晶表示装置を作製する過程における、表示素子が完成する前の一形態に相当する素子基板に関し、該素子基板は、電流を表示素子に供給するための手段を複数の各画素に備える。素子基板は、具体的には、表示素子の画素電極のみが形成された状態であっても良いし、画素電極となる導電膜を成膜した後であって、エッチングして画素電極を形成する前の状態であっても良いし、あらゆる形態があてはまる。

また、本明細書中における液晶表示装置とは、画像表示デバイスもしくは光源（照明装置含む）を指す場合がある。また、コネクター、例えばＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ ｐｒｉｎｔｅｄ ｃｉｒｃｕｉｔ）又はＴＣＰ（Ｔａｐｅ Ｃａｒｒｉｅｒ Ｐａｃｋａｇｅ）が取り付けられたモジュール、ＴＣＰの先にプリント配線板が設けられたモジュール、又は表示素子にＣＯＧ（Ｃｈｉｐ Ｏｎ Ｇｌａｓｓ）方式によりＩＣが直接実装されたモジュールは、液晶表示装置を含んでいたり、液晶表示装置に含まれていたりする場合がある。

液晶素子における平坦化膜などに用いられる樹脂は、透明性や取扱いの容易さから、アクリルが良く用いられる。また、ポリイミド、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。このような材料は、一般的に透湿性が高いことが知られている。そのため、上述の特許文献１のように、平坦化膜のような樹脂層の端部を外部雰囲気に露出させず、シール材で囲まれた領域、若しくはシール材の内部に位置させる構成などが提案されている。

シール材は、上述のような通常の樹脂と比較して、透湿性が非常に小さい材料である。額縁が充分に確保できる液晶表示装置の場合、シール材の幅を充分にとることによって、水の影響を長期間受けないようにすることが可能であった。しかし、額縁の狭い液晶表示装置の場合は、シール材の幅が充分に確保できず、水の影響を受けやすい状態となっている。

そのため、シール材は、有効画素部にも連続して設けられている平坦化膜やブラックマトリクスなどの樹脂層と、断面を見た際に、少なくとも一部が重なるように設けられ、シール材により接着される幅が広くなるように形成されていることが好ましい。なお、この場合の断面とは、表示面に垂直に切断された断面であるものとする。

（実施の形態１）
本実施の形態における液晶表示装置のシール部分の断面図を図１（Ａ）乃至（Ｆ）に示す。図１（Ａ）乃至（Ｆ）では各々の右方が液晶表示装置の端部に当たり、左方が、液晶表示装置の内側に向かう方向である。

図１では、対向基板１００、素子基板１０１がシール材１０７によって固着されており、素子基板１０１と対向基板１００との間隙に液晶層１０２が設けられている。対向基板１００にはカラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４、それらを覆う平坦化膜１０５が設けられている。少なくとも平坦化膜１０５は樹脂で形成されており、その材料は主としてアクリルなどであり、シール材１０７の１０倍以上の透湿性を有する。ブラックマトリクス１０４は金属であっても、樹脂であっても構わないが、樹脂である場合、平坦化膜１０５と同様に、水を通しやすい性質を有する。なお、ブラックマトリクス１０４が樹脂である場合、図１（Ａ）のように、ブラックマトリクス１０４と平坦化膜１０５が接して形成されているときは、当該２層は１層の樹脂層ともみなすこともできるものとする。また、図示されていないが、液晶層１０２に接して配向膜が形成されていても良い。

また、素子基板１０１には、図示されていないが、駆動のための駆動素子や平坦化膜、配向膜などが形成されていても良く、それらを含めて素子基板１０１として表現するものとする。なお、素子基板１０１の構成要素は、上記に限定されず、また、上記いずれかが形成されていなくともよい。たとえば、パッシブマトリクス型の液晶表示装置であれば、駆動素子は形成されていなくともよいし、ブルー相を用いた表示モードなど、配向膜のいらない表示モードであれば配向膜は形成されていなくても良い。

図１（Ａ）は、樹脂層が外部雰囲気に一部曝されている構成である。この場合、樹脂層とは、平坦化膜１０５及びカラーフィルタ１０３であり、ブラックマトリクス１０４が樹脂で形成されている場合には、ブラックマトリクス１０４と平坦化膜１０５及びカラーフィルタ１０３を合わせて樹脂層とする。

図１（Ａ）の構成では、樹脂層が外部雰囲気に一部曝されているため、樹脂層内に比較的早く水が拡散してしまう。その水が液晶層及び駆動素子に到達することによって、液晶表示装置の劣化を促進してしまうことが懸念される。

そのため、図１（Ａ）の構成では、液晶層１０２と樹脂層を接触させないように、非透湿性の層１０６を設けた構成である。非透湿性の層１０６が形成されることによって、樹脂層内部に侵入した水が液晶層及び駆動素子に到達することを抑制できるため、液晶表示装置の劣化を抑制することが可能となる。ここで、非透湿性の層とは、シール材に用いられる材料よりも透湿性の小さい材料により形成された層であるものとし、非透湿性が高ければ高いほど好ましい。

なお、シール材１０７は樹脂層と比較して１０分の１程度の透湿性であり、樹脂層と重畳して形成されることによって、狭額縁化された液晶表示装置であっても、十分な幅を確保することができ、通常の使用において十分な非透湿性を確保することができる。

また、図中符号１０８で表されているものは、透明導電膜で形成された液晶表示装置の電極である。電極１０８については、液晶の駆動モードによっては、形成しないこともあり得、そのような場合本発明の一態様である図１（Ａ）の構成はより効果を発揮する。このように、対向基板１００にコモン電極を形成しない液晶表示装置の駆動モードとしては、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードや、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどがあり、図１（Ａ）の構成が適用好適である。

対向基板１００に電極１０８が形成される場合であっても、ＭＶＡ（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）モードのように、電極１０８がパターン形成されている場合や、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードのように全面に電極が形成されている場合であっても、ガス抜きの目的の他、配向制御などの目的で電極１０８に切れ目や穴が開いている場合は、樹脂層から液晶層１０２及び駆動素子へ水が移動しやすい環境であるため、適用好適である。

図１（Ｂ）も図１（Ａ）と同様に樹脂層の一部が外部雰囲気に曝されている構成である。図１（Ｂ）は、ブラックマトリクス１０４が樹脂である場合に該当する構成である。

また、樹脂層のうち、平坦化膜１０５はその外側の端部が、液晶表示装置の端部より内側に形成され、シール材１０７で覆われており、ブラックマトリクス１０４が液晶表示装置端部まで連続して形成されている構成である。

このような構成を有する液晶表示装置では、外部雰囲気に曝されているブラックマトリクス１０４とそれに接するカラーフィルタ１０３には比較的早く水が拡散してゆく。一方で、平坦化膜１０５はその端部がシール材１０７で覆われているため、水の到達がブラックマトリクス１０４やカラーフィルタ１０３などと比較すると、遅くなっている。しかし、平坦化膜１０５とブラックマトリクス１０４やカラーフィルタ１０３が接していると、そこから平坦化膜１０５中に水が拡散してしまい、平坦化膜１０５の端部を内部に後退させた意味がなくなってしまう。

そこで、図１（Ｂ）の構成では、外部雰囲気に曝される第１の樹脂層（ブラックマトリクス１０４及びカラーフィルタ１０３）と外部雰囲気に曝されない第２の樹脂層（平坦化膜１０５）との間に非透湿性の層１０６を設けた。

この構成を有することによって、水が速く拡散するのは第１の樹脂層のみとなるため、液晶表示装置の劣化を抑制することにつながる。

ここで、シール材１０７の透湿度は、平坦化膜１０５や、ブラックマトリクス１０４に用いられるアクリルなどの透湿度と比較して、１０分の１以下であるが、水をまったく通さないわけではない。そのため、平坦化膜１０５の端部がシール材１０７で覆われており、且つ、シール材１０７の幅を充分に設けても、シール材１０７と平坦化膜１０５が接して重なっていれば、その接触部分から平坦化膜１０５に水が浸入する恐れがある。いったん平坦化膜１０５に侵入した水は、速やかに拡散してしまうため、シール材１０７のシール幅に相当する水の侵入抑制効果を得られなくなってしまう恐れがある。

たとえば、平坦化膜の１０分の一の透湿度を有するシール材のシール幅の中間地点に平坦化膜の端部が位置している場合、当該中間地点で平坦化膜に達した水は、すべてシール材を介して液晶表示装置内部に侵入した場合と比較して、約半分の時間で液晶表示装置内部に到達する計算となる。

そのため、平坦化膜１０５とシール材１０７が重なっている部分には、非透湿性の層が形成されていることが好ましい。平坦化膜１０５とシール材１０７との間に非透湿性の層を形成することによって、シール材１０７から平坦化膜１０５に水が侵入する経路が遮断されるため、シール材１０７でシールされた幅の分、設計通りの水の抑制効果を得ることができるようになる。

図１（Ｂ）では、対向基板１００に設けられた電極１０８を非透湿性の層１０９としても用いている構成である。この場合、電極１０８と非透湿性の層１０９とを同一の工程で形成することが可能であるため、製造コスト的に有利となる。また、このような構成である場合、電極１０８は透明酸化物導電体のように、透湿性の小さい無機酸化物などの透明導電体を用いることが好ましい。もちろん、電極１０８とは別に非透湿性の層１０９を設けても構わない。なお、当該非透湿性の層１０９は、少なくともシール材１０７と平坦化膜１０５が重なる部分に設けてあればよい。

図１（Ｃ）の構成は、ブラックマトリクス１０４が樹脂である場合と、金属である場合で、水の拡散状況が異なる構成である。ブラックマトリクス１０４が樹脂である場合は、樹脂層（カラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４及び平坦化膜１０５）が一部外部雰囲気に曝されている構成である。そのため、液晶層１０２と樹脂層との間には非透湿性の層１０６が形成されることによって液晶層１０２や駆動素子への水の浸入を抑制している。また、平坦化膜１０５の端部は基板端部よりも内側に形成され、当該平坦化膜１０５の表面はシール材１０７によって覆われている。また、平坦化膜１０５はシール材１０７と重なっているが、直接接しておらず、間に非透湿性の層１０６が形成されていることから、シール材１０７から平坦化膜１０５への水の侵入も抑制され、シール材１０７の形成された幅に相当する水の抑制効果を得ることができる。

ブラックマトリクス１０４が金属である場合は、非透湿性の層１０６が形成されていなくても樹脂層（カラーフィルタ１０３及び平坦化膜１０５）は外部雰囲気から隔離された状態にある。そのため、外部の水の影響を受けにくく、劣化をより有効に抑制することが可能である。また、平坦化膜１０５はシール材１０７と重なっているが、直接接しておらず、間に非透湿性の層１０６が形成されていることから、シール材１０７から平坦化膜１０５への水の侵入も抑制され、シール材１０７の形成された幅に相当する水の抑制効果も得ることができる。なお、この構成である場合、非透湿性の層１０６は、少なくともシール材１０７と平坦化膜１０５との間に存在すればよい。

ブラックマトリクス１０４が、金属と樹脂、どちらの場合でも、電極１０８は、形成されていても、されていなくても良い。電極１０８が形成されていない場合、樹脂層から侵入する水の影響を受けやすいため、本構成をより好適に適用することができる。また、電極１０８が形成されている場合でも、穴や切れ目、スリットが存在する、電極１０８がパターン形成されているなどの場合、当該電極１０８が形成されている面（この図の場合、非透湿性の層１０６）と液晶層１０２が接している構成である際、同様の理由により適用好適である。電極１０８が形成されていない液晶表示装置の駆動方式としては、ＦＦＳ方式やＩＰＳ方式などが、電極１０８がパターン形成される駆動方式としてはＭＶＡモードなどがある。また、ガス抜きなどの目的で電極１０８に穴やスリット、切れ目が形成されている場合もある。

以上、図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）の構成を有する液晶表示装置は、ブラックマトリクス１０４が、液晶表示装置の基板端部まで形成されていることから、基板周囲におけるバックライトからの光漏れや、外光の侵入を抑制することもでき、狭額縁化された液晶表示装置であっても光漏れや外光の影響を受けにくい高品位な画像を提供することができる。

図１（Ｄ）は、樹脂層であるブラックマトリクス１０４の端部及び平坦化膜１０５の外側端部が、ともに液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置する構成である。この構成を有するブラックマトリクス１０４及び平坦化膜１０５はその外側端部よりもさらに外周側にシール材１０７が存在するため外部雰囲気から遮断された状態にある。

また、樹脂層であるブラックマトリクス１０４とシール材１０７との間には、非透湿性の層１０６が形成され、水の侵入を阻んでいる。また、平坦化膜１０５とシール材１０７との間にも非透湿性の層１０９を形成することによって、水の侵入を阻み、シール材１０７の形成された幅に相当する水の影響抑制を得ることができる構成となっている。図１（Ｄ）においては、平坦化膜１０５とシール材１０７との間に形成する非透湿性の層１０９を電極１０８を構成する材料と同じ材料によって形成する例を示した。このような構成とすることによって、非透湿性の層１０９を電極１０８と同時に形成することが可能となるため、製造工程が減り、コスト的に有利となる。

このように、非透湿性の層１０９を電極１０８と同時に形成する場合には、電極１０８はＩＴＯのような透湿性の小さい透明酸化物導電体で形成することが好ましい。なお、もちろん、非透湿性の層１０９は電極１０８とは別に形成しても良い。この場合、電極１０８の材料については、透湿性の小さい材料を用いる必要はない。

なお、電極１０８は、形成されていても、されていなくても良い。電極１０８が形成されていない場合、樹脂層から侵入する水の影響を受けやすいため、本構成をより好適に適用することができる。また、電極１０８が形成されている場合でも、穴や切れ目、スリットが存在する、電極１０８がパターン形成されているなどの、当該電極１０８が形成されている面（この図の場合、平坦化膜１０５）と液晶層１０２が接している構成である際にも樹脂層からの水の影響を受けやすいため、適用好適である。

また、このようにブラックマトリクス１０４の端部が、液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置する構成であると、静電気放電（ＥＳＤ：ｅｌｅｃｔｒｏ−ｓｔａｔｉｃ ｄｉｓｃｈａｒｇｅ）への耐性が向上するため、さらに信頼性や耐久性の高い液晶表示装置とすることが可能となる。

図１（Ｅ）の構成は、樹脂層であるブラックマトリクス１０４の外側端部と、平坦化膜１０５の外側端部が共に基板の端部よりも内側に形成されている構成である。また、さらに、ブラックマトリクス１０４の外側端部は平坦化膜１０５の外側端部よりも内側に形成されている。そして、平坦化膜１０５の外側端部よりも基板外周側にシール材１０７の外側端部が位置し、平坦化膜１０５の外側端部よりも基板内部側にシール材１０７の内側端部が存在し、平坦化膜１０５とシール材１０７とは一部重なっている。さらに、平坦化膜１０５とシール材１０７とが重畳している部分には、非透湿性の層１０９が形成され、シール材１０７から樹脂層への水の侵入を抑制している。

以上のような構成を有する液晶表示装置は、比較的透湿性の高い樹脂層の外側に、比較的透湿性の低いシール材１０７が位置するため、水の侵入を抑制することが可能である。また、シール材１０７と樹脂層との間に非透湿性の層１０９が位置することによって、シール材１０７からの樹脂層への水の侵入を抑制し、シール材１０７が形成された幅に相当する水の侵入抑制効果を得やすい構成である。

また、このようにブラックマトリクス１０４の端部が、液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置した構成であると、静電気放電（ＥＳＤ）への耐性が向上するため、さらに信頼性や耐久性の高い液晶表示装置とすることが可能となる。

図１（Ｅ）において、非透湿性の層１０９は、対向基板１００に形成された電極１０８と同じ工程で形成した場合の図が示されている。このように、電極１０８と非透湿性の層１０９とを同じ工程により形成することで、コスト削減につながり、各々を別々に形成する場合と比較して有利である。なお、この場合、電極１０８の材料は、透湿度の小さい透明酸化物導電体を用いることが好ましい。

電極１０８と非透湿性の層１０９とは、異なる工程で形成されても構わない。この場合、非透湿性の層１０９は透湿度が小さければ、どのような材料を用いて形成されていても構わないし、電極１０８は透明導電膜であればよく、透湿度の小さい材料を用いる必要はない。

なお、電極１０８は、形成されていても、されていなくても良い。電極１０８が形成されていない場合、樹脂層から侵入する水の影響を受けやすいため、本構成をより好適に適用することができる。また、電極１０８が形成されている場合でも、穴や切れ目、スリットが存在する、電極１０８がパターン形成されている、などの、当該電極１０８が形成されている面（この図の場合、平坦化膜１０５）と液晶層１０２が接している構成である際にも、樹脂層から侵入する水の影響を受けやすいため、適用好適である。

また、このようにブラックマトリクス１０４の端部が、液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置した構成であると、静電気放電（ＥＳＤ）への耐性が向上するため、さらに信頼性や耐久性の高い液晶表示装置とすることが可能となる。

なお、ＥＳＤへの耐性向上への貢献は、ブラックマトリクスの端部が液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置していることであり、図１０（Ａ）、（Ｂ）のような構造であってもＥＳＤへの耐性が向上する。

図１（Ｆ）は図１（Ｅ）とほとんど同じ構成であるが、非透湿性の層１０９の外側端部が基板の端部よりも内側に形成されており、シール材１０７が対向基板１００とも接触している構成である。シール材１０７が対向基板１００とも接していることで、より良好な封止効果を得ることができるため好ましい構成である。

図１（Ｄ）乃至図１（Ｆ）の構成を有する液晶表示装置においては、ブラックマトリクス１０４が基板の端部にまで形成されていないために、バックライトからの光漏れや外光の侵入による不都合が起きる可能性がある。そのため、これらの構成を有する液晶表示装置におけるシール材１０７は濃色に着色されていることが好ましい。着色は濃色の顔料や紛体をシール材１０７に混合又は分散させることによって行うことができる。

図２に液晶表示装置の表示方法毎の電極配置の模式図を示す。図２には対向基板１５０、素子基板１５１、液晶層１５２、対向基板側の電極１５８、素子基板側の電極１６０などが記載されている。なお、図１では、素子基板１０１は素子基板側の電極も含めて素子基板１０１としたが、図２における素子基板１５１は、素子基板側の電極１６０は素子基板１５１とは別に図示した。なお、図示されていないが、電極１５８や電極１６０と液晶層１５２との間に配向膜が形成されていても良い。また、図１では対向基板１００は樹脂層などを形成する基板自体を示していたが、図２においては、樹脂層や非透湿性の層も含めて対向基板１５０として示す。

図２（Ａ）はＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ Ｎｅｍａｔｉｃ）モードやＶＡモード（Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔモード、 垂直配向モード）の電極配置の模式図である。対向基板側の電極１５８はパターニングされていないが、この場合も、ガス抜きなどの目的で穴や切れ目、スリットなどが形成される場合があり、そのような場合に本実施の形態で説明した構成は好適に適用することができる。もちろん、穴などがあえて形成されていなくても、本実施の形態で説明した構成を適用することで、耐久性の高い液晶表示装置を得ることができる。

図２（Ｂ）はＭＶＡモード（Ｍｕｌｔｉ−ｄｏｍａｉｎ Ｖｅｒｔｉｃａｌ Ａｌｉｇｎｍｅｎｔモード、マルチドメイン垂直配向モード）の電極配置の模式図である。対向基板側の電極１５８がパターニングされ、液晶層１５２が電極１５８の被形成面に接触している構成である。このような構成を有する本表示モードの液晶表示装置には、本実施の形態で説明した構成を好適に適用することができる。

図２（Ｃ）はＩＰＳモード（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモード、インプレイン・スイッチングモード）の電極配置の模式図である。本表示モードにおいては、対向基板側の電極１５８は形成されず、素子基板１５１側の電極１６０と、同じく素子基板１５１側の電極１６１の間に発生する水平電界により液晶を駆動する。このような構成を有する本表示モードの液晶表示装置は、対向基板１５０側の電極１５８による水のブロック効果を期待できないため、本実施の形態で説明した各構成を非常に好適に適用することができる。

図２（Ｄ）はＦＦＳモード（ｆｒｉｎｇｅ ｆｉｅｌｄ ｓｗｉｔｃｈｉｎｇモード、フリンジ フィールド スイッチングモード）の電極配置の模式図である。本表示モードにおいては、対向基板側の電極１５８は形成されず、素子基板１５１側の電極１６０と、同じく素子基板１５１側に、電極１６０に対して絶縁膜１６２を介して形成された電極１６１を設け、電極幅を短くすることによる、フリンジ電界により液晶を駆動する。このような構成を有する本表示モードの液晶表示装置は、対向基板１５０側の電極１５８による水のブロック効果を期待できないため、本実施の形態で説明した各構成を非常に好適に適用することができる。

図２（Ｅ）はＡＳＶモード（Ａｄｖａｎｃｅｄ Ｓｕｐｅｒ Ｖｉｅｗモード、アドバンスト・スーパー・ビューモード）の電極配置の模式図である。本表示モードでは対向基板１５０側の電極１５８がパターン形成されているため、本実施の形態で説明した構成は好適に適用することができる。

図３には、図２（Ｃ）や図２（Ｄ）のように、対向基板１５０側に電極１５８が形成されない、ＩＰＳモードやＦＦＳモードなどでの本発明の態様の一部を示した。なお、図３では、素子基板１０１は、駆動素子や素子基板側の電極（図２における電極１６０、１６１）や配向膜なども含むこととする。各々の素子基板１０１には、表示モードに対応する電極１６０、電極１６１が形成されているものとする。

図３（Ａ）は、図１（Ａ）に対応する。このように、外部雰囲気に曝されている樹脂層（カラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４及び平坦化膜１０５）と液晶層１０２との間に非透湿性の層１０６が形成されている。このことから、樹脂層から液晶層１０２への水の侵入を抑制し、水による悪影響を抑制することが可能となる。また、シール材１０７と樹脂層との間に非透湿性の層１０６が形成されていることから、シール材１０７の性能及びシール材が形成された幅から期待される封止性能を確実に得ることができる。

図３（Ｂ）は図１（Ｂ）に対応する。図３（Ｂ）では外部雰囲気に曝されている樹脂層（カラーフィルタ１０３及びブラックマトリクス１０４）と、当該樹脂層よりも液晶層１０２側に設けられた外側端部が基板端部よりも内側に形成され、外部雰囲気に曝されていない樹脂層（平坦化膜１０５）との間に非透湿性の層１０６を形成した構成を示している。この構成を有することにより、外部雰囲気に曝されている樹脂層には水は比較的速やかに拡散するが、より液晶層に近い平坦化膜１０５に水が浸入することを抑制することができ、液晶層１０２や駆動素子に水が悪影響を及ぼすことを抑制することが可能となる。

また、平坦化膜１０５の外側端部はシール材１０７に覆われており、また、少なくとも平坦化膜１０５とシール材１０７が重畳する部分には、それらの間に非透湿性の層１０９が形成されている。この構成を有することによって、シール材１０７から平坦化膜１０５への水の侵入を抑制することが可能となるため、シール材１０７の透湿度とシール幅から期待される封止性能を損なわずに得ることが可能となる。図３（Ｂ）では、非透湿性の層１０９はほぼシール材１０７と平坦化膜１０５が重なる部分のみに設けられているが、非透湿性の層１０９は、全面に形成されていても良い。非透湿性の層１０９が全面に形成されている場合は、パターニングやエッチングなどの工程が不要であるため、製造工程が簡略化できる。一方、図３（Ｂ）のように、有効表示領域の非透湿性の層１０９を除去することで、非透湿性の層１０９の屈折率や着色などによる、表示品質の劣化を抑制することができる。

図３（Ｃ）は図１（Ｃ）に対応する。図３（Ｃ）では、樹脂層（カラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４、平坦化膜１０５）の一部（ブラックマトリクス１０４のみ）が外部雰囲気に曝されている構成である。平坦化膜１０５の外側端部は、基板の外周部よりも内側に形成されており、樹脂層と液晶層１０２との間及び樹脂層とシール材１０７との間には非透湿性の層１０６が形成されている。樹脂層のうち、外部雰囲気に曝されているのがブラックマトリクス１０４のみであることから、外部雰囲気からの水の侵入を最小限に抑制することができる。また、ブラックマトリクス１０４が基板端部まで形成されていることによって、バックライトの光漏れや、外光の侵入による表示品質の低下を抑制することができる。

図３（Ｄ）は図１（Ｄ）に対応する。図３（Ｄ）では樹脂層（カラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４、平坦化膜１０５）の端部が基板外周部よりも内側に形成されており、その外側にシール材１０７が存在することから、外部雰囲気に曝されておらず、水の影響を受けにくい構造となっている。また、少なくとも樹脂層とシール材１０７との重畳部分には、非透湿性の層１０６が形成されており、シール材１０７から樹脂層に侵入する水の影響も抑制している。なお、非透湿性の層１０６はほぼシール材１０７と樹脂層が重なる部分のみに設けられているが、非透湿性の層１０６は、全面に形成されていても良い。非透湿性の層１０６が全面に形成されている場合は、パターニングやエッチングなどの工程が不要であるため、製造工程が簡略化できる。一方、図３（Ｄ）のように、有効表示領域の非透湿性の層１０６を除去することで、非透湿性の層１０６の屈折率の差や着色などによる、表示品質の劣化を抑制することができる。

なお、非透湿性の層１０６は、平坦化膜１０５を形成した後、平坦化膜１０５の端部とブラックマトリクス１０４の端部とを同時に覆うように形成しているが、ブラックマトリクス１０４の端部を覆う非透湿性の層と、平坦化膜１０５を覆う非透湿性の層とを別々に形成してももちろん構わない。

また、図３（Ｄ）に示した構成では、ブラックマトリクス１０４が基板端部まで形成されていないため、狭額縁化された液晶表示装置においては、バックライトからの光漏れや外光の侵入によって表示品質が低下する恐れがある。このような場合、シール材１０７に染料や顔料を混入することによって、濃色に着色することで、光漏れや外光の影響を抑え、表示品質を維持することができるようになる。

図３（Ｅ）は図１（Ｅ）に対応する。図３（Ｅ）では、樹脂層（カラーフィルタ１０３、ブラックマトリクス１０４、平坦化膜１０５）の端部が基板外周部よりも内側に形成されており、その外側にシール材１０７が存在することから、外部雰囲気に曝されておらず、水の影響を受けにくい構造となっている。また、少なくとも樹脂層とシール材１０７との重畳部分には、非透湿性の層１０６が形成されており、シール材１０７から樹脂層に侵入する水の影響も抑制している。図３（Ｅ）の構成では、ブラックマトリクス１０４の外側端部が、平坦化膜１０５の外側端部よりも内側に位置しており、ブラックマトリクス１０４は平坦化膜１０５に覆われている構成となっている。なお、非透湿性の層１０６はほぼシール材１０７と樹脂層が重なる部分のみに設けられているが、非透湿性の層１０６は、全面に形成されていても良い。非透湿性の層１０６が全面に形成されている場合は、パターニングやエッチングなどの工程が不要であるため、製造工程が簡略化できる。一方、図３（Ｅ）のように、有効表示領域の非透湿性の層１０６を除去することで、非透湿性の層１０６の屈折率や着色などによる、表示品質の劣化を抑制することができる。

また、図３（Ｅ）に示した構成では、ブラックマトリクス１０４が基板端部まで形成されていないため、狭額縁化された液晶表示装置においては、バックライトからの光漏れや外光の侵入によって表示品質が低下する恐れがある。このような場合、シール材１０７に染料や顔料を混入することによって、濃色に着色することで、光漏れや外光の影響を抑え、表示品質を維持することができるようになる。

また、図３（Ｄ）〜（Ｅ）では、ブラックマトリクス１０４の端部が、液晶表示装置の基板端部よりも内側に位置した構成であるため、静電気放電（ＥＳＤ）への耐性が向上する。このため、さらに信頼性や耐久性の高い液晶表示装置とすることが可能となる。

また、シール材１０７は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下好ましくは０．４ｍｍ以上１ｍｍ以下の幅を有することで、本実施の形態に記載の構成を有する液晶表示装置は狭額縁化をしながら、充分な封止性能を必要期間維持することができる。

本実施の形態における、非透湿性の層とは、少なくとも用いられているシール材よりも透湿度が小さい材料のことを指し、単層で形成されていても、積層構造を有していても良い。好ましい材料としては、窒化ケイ素、窒化酸化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化ケイ素などがあげられる。また、透明酸化物導電体も用いることができる。非透湿性の層に透明酸化物導電体を用いた場合、非透湿性の層と、対向基板側の電極とを同時に形成することができ、好ましい構成である。透明酸化物導電体としては、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した導電材料、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェンなどが挙げられ、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい

電極１０８、電極１６０及び電極１６１は、画素電極や共通電極に相当する。透過型の液晶表示装置の場合、光が透過する画素領域に存在する画素電極層、共通電極層、素子基板、対向基板、その他の絶縁膜、導電膜などは可視光の波長領域の光に対して透光性とする。ＩＰＳモードやＦＦＳモードのように横方向に電界が与えられる構成の液晶表示装置においては、画素電極層、共通電極層は透光性が好ましいが、比較的大きな開口パターンを有する構成の液晶表示装置の場合は形状によっては金属膜などの非透光性材料を用いてもよい。なお、本明細書で透光性とは少なくとも可視光の波長領域の光を透過する性質をいう。

一方反射型の液晶表示装置の場合、液晶組成物に対して視認側と反対側には液晶組成物を透過した光を反射する反射性の部材（反射性を有する膜や基板など）を設ければよい。よって、視認側より反射性の部材までに設けられた、光が透過する基板、絶縁膜、導電膜は可視光の波長領域の光に対して透光性とする。縦方向に電界が与えられる液晶表示装置においては、視認側と反対側の画素電極層又は共通電極層を反射性とし、反射性の部材として用いることができる。

画素電極層、共通電極層は、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）、酸化インジウムに酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合した導電材料、酸化インジウムに酸化シリコン（ＳｉＯ_２）を混合した導電材料、有機インジウム、有機スズ、酸化タングステンを含むインジウム酸化物、酸化タングステンを含むインジウム亜鉛酸化物、酸化チタンを含むインジウム酸化物、酸化チタンを含むインジウム錫酸化物、グラフェン、又はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、ジルコニウム（Ｚｒ）、ハフニウム（Ｈｆ）、バナジウム（Ｖ）、ニオブ（Ｎｂ）、タンタル（Ｔａ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、チタン（Ｔｉ）、白金（Ｐｔ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、銀（Ａｇ）等の金属、又はその合金、若しくはその金属窒化物から一つ、又は複数種を用いて、形成することができる。また、導電性高分子（導電性ポリマーともいう）を含む導電性組成物を用いて形成することも可能である。導電性高分子としては、いわゆるπ電子共役系導電性高分子が用いることができる。例えば、ポリアニリン又はその誘導体、ポリピロール又はその誘導体、ポリチオフェン又はその誘導体、若しくはこれらの２種以上の共重合体などが挙げられ、シート抵抗が１００００Ω／□以下、波長５５０ｎｍにおける透光率が７０％以上であることが好ましい。また、導電性組成物に含まれる導電性高分子の抵抗率が０．１Ω・ｃｍ以下であることが好ましい。以上、電極材料の選択においては、上述したように、液晶表示装置の表示形式に合わせ、透光性を有する材料や構成、反射性を有する材料や構成を適宜選択する。

素子基板１０１、１５１、対向基板１００、１５０にはバリウムホウケイ酸ガラスやアルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、プラスチック基板などを用いることができる。なお、反射型の液晶表示装置の場合、視認側と反対側の基板にはアルミニウム基板やステンレス基板などの金属基板を用いてもよい。

なお、偏光板、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどは適宜設けても良い。また、光源としてバックライトなどを用いることができる。

以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態２）
本発明の一態様に係る液晶表示装置として、パッシブマトリクス型の液晶表示装置、アクティブマトリクス型の液晶表示装置を提供することができる。本実施の形態は、本発明の一態様に係るアクティブマトリクス型の液晶表示装置の例を、図４を用いて説明する。

図４（Ａ）は液晶表示装置の平面図であり２画素分の画素を示している。図４（Ｂ）は図４（Ａ）の線Ｘ１−Ｘ２における断面図である。

図４（Ａ）において、複数の配線４０５ａは互いに平行（図中上下方向に延伸）かつ互いに離間して配置されている。配線４０５ａはソース配線として機能する。また、配線４０５ａと同じ導電層によって配線層４０５ｂが設けられている。複数の配線４０１は、配線４０５ａに概略直交する方向（図中左右方向）に延伸し、かつ互いに離間して配置されている。配線４０１はゲート配線として機能する。配線４０５ａと配線４０１で囲まれた概略長方形の領域に対応して第１の電極層４４７が配置されている。第１の電極層４４７は画素電極として機能する。画素電極を駆動するトランジスタ４２０は、図中、配線４０５ａと配線４０１で囲まれた概略長方形の領域における右上の角に配置されている。画素電極及びトランジスタは、マトリクス状に複数配置されている。

図４の液晶表示装置において、コンタクトホール４２１を介してトランジスタ４２０に電気的に接続する第１の電極層４４７が画素電極として機能し、第１の電極層４４７と絶縁膜４０８を介して重なる第２の電極層４４６が共通電極として機能する。共通電極層はコモン電位が印加される。

電極の配置としては、特に限定はないが、図３に示すＦＦＳモードのようなフリンジ電界を生じさせて、液晶分子を動かし、階調を制御する方式が用いることができる。その他、図２で示したような電極構造を用いる駆動方式を適宜適用することができる。

液晶層に用いる液晶組成物は、それぞれの駆動方法にあった液晶組成物を適宜用いることができる。

なお、第２の電極層４４６は、開口パターンを有する形状であるために、図４（Ｂ）の断面図においては分断された複数の電極層として示されている。これは本明細書の他の図面においても同様である。

本明細書に開示する液晶表示装置に適用できるトランジスタの構造は特に限定されず、例えばトップゲート構造、又はボトムゲート構造のスタガ型及びプレーナ型などを用いることができる。また、トランジスタはチャネル形成領域が一つ形成されるシングルゲート構造でも、２つ形成されるダブルゲート構造もしくは３つ形成されるトリプルゲート構造などのマルチゲート構造であっても良い。また、チャネル領域の上下にゲート絶縁層を介して配置された２つのゲート電極層を有する、デュアルゲート型でもよい。

図４ではトランジスタ４２０は逆スタガ型の薄膜トランジスタを示した。トランジスタ４２０は絶縁表面を有する基板である第１の基板４４１上に形成され、ゲート電極４０１ａ、ゲート絶縁層４０２、半導体層４０３、ソース電極又はドレイン電極として機能する配線層４０５ｂを含む。また、トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７が積層されている。絶縁膜４０７は積層で構成されていても、単層であっても構わない。

第１の基板４４１と対向基板である第２の基板（図示せず）とを、液晶層を間に挟持させてシール材で固着する。シール材周辺の構成は、実施の形態１に説明したような構成を有するものとする。液晶層を形成する方法として、ディスペンサ法（滴下法）や、第１の基板４４１と第２の基板とを貼り合わせてから毛細管現象等を用いて液晶組成物を注入する注入法を用いることができる。

シール材としては、代表的には可視光硬化性、紫外線硬化性又は熱硬化性の樹脂を用いるのが好ましい。代表的には、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、アミン樹脂などを用いることができる。また、光（代表的には紫外線）重合開始剤、熱硬化剤、フィラー、カップリング剤を含んでもよい。ブラックマトリクスが基板の端部まで形成されていない場合は、シール材に染料や顔料を混入し、濃色に着色することが好ましい。

シール材に紫外線などの光硬化樹脂を用い、滴下法で液晶組成物を形成する場合など、高分子安定化処理の光照射工程によってシール材の硬化も行ってもよい。

本実施の形態では、第１の基板４４１の外側に偏光板を、第２の基板（対向基板）の外側に偏光板を設けても良い。また、偏光板の他、位相差板、反射防止膜などの光学フィルムなどを設けてもよい。例えば、偏光板及び位相差板による円偏光を用いてもよい。以上の工程で、液晶表示装置を完成させることができる。

また、大型の基板を用いて複数の液晶表示装置を作製する場合（所謂多面取り）、その分断工程は、高分子安定化処理の前、又は、偏光板を設ける前に行うことができる。分断工程による液晶組成物への影響（分断工程時にかかる力などによる配向乱れなど）を考慮すると、第１の基板と第２の基板とを貼り合わせた後であって、高分子安定化処理の前が好ましい。

図示しないが、光源としてはバックライト、サイドライトなどを用いればよい。光源は素子基板である第１の基板４４１側から、視認側である第２の基板へと透過するように照射される。

第１の電極層４４７及び第２の電極層４４６は、実施の形態１において、電極１０８の材料として挙げたものと同様の材料を用いることができる。材料の選択においては、上述したように、液晶表示装置や液晶表示モジュールの表示形式に合わせ、透光性を有する材料や構成、反射性を有する材料や構成を適宜選択する。

下地膜となる絶縁膜を第１の基板４４１と配線４０１の間に設けてもよい。下地膜は、第１の基板４４１からの不純物元素の拡散を防止する機能があり、窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、又は酸化窒化シリコン膜から選ばれた一又は複数の膜による、単層又は積層構造により形成することができる。配線４０１の材料は、モリブデン、チタン、クロム、タンタル、タングステン、アルミニウム、銅、ネオジム、スカンジウム等の金属材料又はこれらを主成分とする合金材料を用いて、単層で又は積層して形成することができる。また、配線４０１としてリン等の不純物元素をドーピングした多結晶シリコン膜に代表される半導体膜、ニッケルシリサイドなどのシリサイド膜を用いてもよい。配線４０１に遮光性を有する導電膜を用いると、バックライトからの光（第１の基板４４１から入射する光）が、半導体層４０３へ入射することを防止することができる。

ゲート絶縁層４０２は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法等を用いて、酸化シリコン膜、酸化ガリウム膜、酸化アルミニウム膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化シリコン膜等を用いて形成することができる。ゲート絶縁層４０２の材料としては、酸化ハフニウム、酸化イットリウム、酸化ランタン、ハフニウムシリケート、ハフニウムアルミネート、窒素が添加されたハフニウムシリケート、窒素が添加されたハフニウムアルミネートなどのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いてもよい。これらのｈｉｇｈ−ｋ材料を用いることでゲートリーク電流を低減できる

半導体層４０３に用いる材料は特に限定されず、トランジスタ４２０に要求される特性に応じて適宜設定すればよい。半導体層４０３に用いることのできる材料の例を説明する。

半導体層４０３を形成する材料としては、シランやゲルマンに代表される半導体材料ガスを用いる気相成長法や、スパッタリング法で作製される非晶質（アモルファスともいう。）半導体、該非晶質半導体を光エネルギーや熱エネルギーを利用して結晶化させた多結晶半導体、或いは微結晶半導体などを用いることができる。半導体層はスパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、又はプラズマＣＶＤ法等により成膜することができる。

アモルファス半導体としては、代表的には水素化アモルファスシリコン、結晶性半導体としては代表的にはポリシリコンなどがあげられる。ポリシリコン（多結晶シリコン）には、８００℃以上のプロセス温度を経て形成される所謂高温ポリシリコンや、６００℃以下のプロセス温度で形成される所謂低温ポリシリコン、また結晶化を促進する元素などを用いて、非晶質シリコンを結晶化させたポリシリコンなどを含んでいる。もちろん、前述したように、微結晶半導体又は半導体層の一部に結晶相を含む半導体を用いることもできる。

また、酸化物半導体を用いてもよく、酸化物半導体としては、酸化インジウム、酸化スズ、酸化亜鉛や、二元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｚｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｓｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｍｇ系酸化物、Ｉｎ−Ｇａ系酸化物、三元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物（ＩＧＺＯとも表記する）、Ｉｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｃｅ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｐｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｎｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｕ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｇｄ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｄｙ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｏ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｅｒ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｔｍ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｙｂ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｌｕ−Ｚｎ系酸化物、四元系金属の酸化物であるＩｎ−Ｓｎ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ａｌ−Ｇａ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｓｎ−Ｈｆ−Ｚｎ系酸化物、Ｉｎ−Ｈｆ−Ａｌ−Ｚｎ系酸化物を用いることができる。また、上記酸化物半導体にＩｎとＧａとＳｎとＺｎ以外の元素、例えばＳｉＯ_２を含ませてもよい。

ここで、例えば、Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系酸化物半導体とは、インジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）、亜鉛（Ｚｎ）を有する酸化物半導体、という意味であり、その組成は問わない。

酸化物半導体膜は、例えば非単結晶を有してもよい。非単結晶は、例えば、ＣＡＡＣ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌ）、多結晶、微結晶、非晶質部を有する。非晶質部は、微結晶、ＣＡＡＣよりも欠陥準位密度が高い。また、微結晶は、ＣＡＡＣよりも欠陥準位密度が高い。なお、ＣＡＡＣを有する酸化物半導体を、ＣＡＡＣ−ＯＳ（Ｃ Ａｘｉｓ Ａｌｉｇｎｅｄ Ｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅ Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）と呼ぶ。

酸化物半導体膜は、例えばＣＡＡＣ−ＯＳを有してもよい。ＣＡＡＣ−ＯＳは、例えば、ｃ軸配向し、ａ軸または／およびｂ軸はマクロに揃っていない。

酸化物半導体膜は、例えば微結晶を有してもよい。なお、微結晶を有する酸化物半導体を、微結晶酸化物半導体と呼ぶ。微結晶酸化物半導体膜は、例えば、１ｎｍ以上１０ｎｍ未満のサイズの微結晶（ナノ結晶ともいう。）を膜中に含む。

酸化物半導体膜は、例えば非晶質部を有してもよい。なお、非晶質部を有する酸化物半導体を、非晶質酸化物半導体と呼ぶ。非晶質酸化物半導体膜は、例えば、原子配列が無秩序であり、結晶成分を有さない。または、非晶質酸化物半導体膜は、例えば、完全な非晶質であり、結晶部を有さない。

なお、酸化物半導体膜が、ＣＡＡＣ−ＯＳ、微結晶酸化物半導体、非晶質酸化物半導体の混合膜であってもよい。混合膜は、例えば、非晶質酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物半導体の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、を有する。また、混合膜は、例えば、非晶質酸化物半導体の領域と、微結晶酸化物半導体の領域と、ＣＡＡＣ−ＯＳの領域と、の積層構造を有してもよい。

なお、酸化物半導体膜は、例えば、単結晶を有してもよい。

酸化物半導体膜は、複数の結晶部を有し、当該結晶部のｃ軸が被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向に揃っていることが好ましい。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。そのような酸化物半導体膜の一例としては、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜がある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、一辺が１００ｎｍ未満の立方体内に収まる大きさであることが多い。また、透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）による観察像では、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部と結晶部との境界は明確ではない。また、ＴＥＭによってＣＡＡＣ−ＯＳ膜には明確な粒界（グレインバウンダリーともいう。）は確認できない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、粒界に起因する電子移動度の低下が抑制される。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部は、例えば、ｃ軸がＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃い、かつａｂ面に垂直な方向から見て金属原子が三角形状または六角形状に配列し、ｃ軸に垂直な方向から見て金属原子が層状または金属原子と酸素原子とが層状に配列している。なお、異なる結晶部間で、それぞれａ軸およびｂ軸の向きが異なっていてもよい。本明細書において、単に垂直と記載する場合、８０°以上１００°以下、好ましくは８５°以上９５°以下の範囲も含まれることとする。また、単に平行と記載する場合、−１０°以上１０°以下、好ましくは−５°以上５°以下の範囲も含まれることとする。

なお、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜において、結晶部の分布が一様でなくてもよい。例えば、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形成過程において、酸化物半導体膜の表面側から結晶成長させる場合、被形成面の近傍に対し表面の近傍では結晶部の占める割合が高くなることがある。また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜へ不純物を添加することにより、当該不純物添加領域において結晶部の結晶性が低下することもある。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に含まれる結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃うため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の形状（被形成面の断面形状または表面の断面形状）によっては互いに異なる方向を向くことがある。また、結晶部は、成膜したとき、または成膜後に加熱処理などの結晶化処理を行ったときに形成される。従って、結晶部のｃ軸は、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されたときの被形成面の法線ベクトルまたは表面の法線ベクトルに平行な方向になるように揃う。

ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性の変動が小さい。よって、当該トランジスタは、信頼性が高い。

酸化物半導体層は複数層から成っていても良い。以下では、３層構造である酸化物半導体層について説明するが、積層構造は、３層でなくともよい。

１層目の酸化物半導体層と３層目の酸化物半導体層は、それぞれ２層目の酸化物半導体層を構成する元素１種以上を含む酸化物半導体層である。これにより２層目の酸化物半導体層との界面においてＤＯＳが形成されにくくすることができる。

２層目の酸化物半導体層はキャリア移動度が高い酸化物を用いると良い。インジウムを含む酸化物やＺｎ−Ｓｎ酸化物、Ｇａ−Ｓｎ酸化物が好ましい。また、２層目の酸化物半導体層は酸素との結合エネルギーが高い元素を含むことが好ましい。このような元素としては、アルミニウム、ガリウム、イットリウムなどが挙げられる。これらを含むことによって酸化物のエネルギーギャップを大きくすることができる。また、２層目の酸化物半導体層は亜鉛を含むことが好ましい。亜鉛を含むことによって酸化物が結晶化しやすくなる。

なお、上記酸素との結合エネルギーが高い元素をＭとした場合、１層目の酸化物半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物のとき、ＩｎとＭの原子数比率は好ましくはＩｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくはＩｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。また、２層目の酸化物半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物のとき、ＩｎとＭの原子数比率は好ましくはＩｎが２５ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％未満、さらに好ましくはＩｎが３４ａｔｏｍｉｃ％以上、Ｍが６６ａｔｏｍｉｃ％未満とする。また、３層目の酸化物半導体層がＩｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物のとき、ＩｎとＭの原子数比率は好ましくはＩｎが５０ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが５０ａｔｏｍｉｃ％以上、さらに好ましくはＩｎが２５ａｔｏｍｉｃ％未満、Ｍが７５ａｔｏｍｉｃ％以上とする。なお、上記のＩｎとＭの原子数比率はＩｎおよびＭの和を１００ａｔｏｍｉｃ％としたときの値である。なお、１層目の酸化物半導体層は、３層目の酸化物半導体層と同じ構成の酸化物を用いても構わない。

１層目の酸化物半導体層をスパッタリング法で成膜する場合、ターゲットの原子数比は、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎが１：１：０．５、１：１：１、１：１：２、１：３：１、１：３：２、１：３：４、１：３：６、１：６：２、１：６：４、１：６：６、１：６：８、１：６：１０、１：９：２、１：９：４、１：９：６、１：９：８、１：９：１０などとすればよい。

２層目の酸化物半導体層をスパッタリング法で成膜する場合、ターゲットの原子数比は、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎが３：１：１、３：１：２、３：１：４、１：１：０．５、１：１：１、１：１：２、などとすればよい。

３層目の酸化物半導体層をスパッタリング法で成膜する場合、ターゲットの原子数比は、Ｉｎ：Ｍ：Ｚｎが１：１：０．５、１：１：１、１：１：２、１：３：１、１：３：２、１：３：４、１：３：６、１：６：２、１：６：４、１：６：６、１：６：８、１：６：１０、１：９：２、１：９：４、１：９：６、１：９：８、１：９：１０などとすればよい。

これら半導体層をスパッタリング法で成膜する場合、ターゲットの原子数比からずれた原子数比の膜が形成される場合がある。特に、亜鉛は、ターゲットの原子数比よりも膜の原子数比が小さくなる場合があり、具体的には、ターゲットに含まれる亜鉛の原子数比の４０ａｔｏｍｉｃ％以上９０ａｔｏｍｉｃ％以下程度となる場合がある。

半導体層、配線層の作製工程において、薄膜を所望の形状に加工するためにエッチング工程を用いる。エッチング工程は、ドライエッチングやウエットエッチングを用いることができる。

所望の加工形状にエッチングできるように、材料に合わせてエッチング条件（エッチング液、エッチング時間、温度等）を適宜調節する。

ソース電極層又はドレイン電極層として機能する配線層４０５ｂの材料としては、Ａｌ、Ｃｒ、Ｔａ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ｗから選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする合金か、上述した元素を組み合わせた合金膜等が挙げられる。また、熱処理を行う場合には、この熱処理に耐える耐熱性を導電膜に持たせることが好ましい。例えば、Ａｌ単体では耐熱性が劣り、また腐蝕しやすい等の問題点があるので耐熱性導電性材料と組み合わせて形成する。Ａｌと組み合わせる耐熱性導電性材料としては、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）、クロム（Ｃｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、スカンジウム（Ｓｃ）から選ばれた元素、又は上述した元素を成分とする窒化物、もしくは上述した元素との積層で形成する。

なお、配線層４０５ｂと、半導体層４０３との間に、絶縁膜を設けても良い。この絶縁膜は、チャネル保護膜として機能させることが出来る。チャネル保護膜は、チャネル領域の上にのみ設けても良いし、配線層４０５ｂと、半導体層４０３とを接触させる部分のみを開口して、開口部以外の領域にも配置してもよい。

トランジスタ４２０を覆う絶縁膜４０７は、乾式法や湿式法で形成される無機絶縁膜、有機絶縁膜を用いることができる。例えば、ＣＶＤ法やスパッタリング法などを用いて得られる窒化シリコン膜、酸化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、酸化タンタル膜などを用いることができる。また、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。また、絶縁膜４０７として酸化ガリウム膜を用いてもよい。

なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁膜４０７を形成してもよい。例えば、無機絶縁膜上に有機樹脂膜を積層する構造としてもよい。

以上のような構成を有する液晶表示装置や液晶表示モジュールに、実施の形態１で説明した構造の封止構造を適用することによって、信頼性の高い液晶表示モジュール又は液晶表示装置とすることができる。

以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した封止構造を有する液晶表示パネル、液晶表示モジュールの一例について説明する。本実施の形態ではトランジスタを用いて駆動回路の一部又は全体を、画素部と同じ基板上に一体形成した、液晶表示パネル、液晶表示モジュールについて説明するが、これに限られず、駆動回路はすべて外付けであっても良いし、すべて同一基板上に形成されていても良い。また、図示はされていないが、センサやタッチパネルを備えていても良い。例えば、共通電極として機能する第２の電極層４４６などを、タッチセンサ用の電極として使用することによって、インセル型タッチセンサを内蔵してもよい。

液晶表示装置の一形態に相当する液晶表示パネル（液晶表示モジュール）の外観及び断面について、図５を用いて説明する。図５（Ａ）は、第１の基板４００１上に形成されたトランジスタ４０１０、４０１１、及び液晶素子４０１３を、第２の基板４００６との間にシール材４００５によって封止した、パネルの上面図であり、図５（Ｂ）は、図５（Ａ）のＭ−Ｎにおける断面図に相当する。

第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とを囲むようにして、シール材４００５が設けられており、画素部４００２と、走査線駆動回路４００４の上に第２の基板４００６が設けられている。画素部４００２と、走査線駆動回路４００４とは、第１の基板４００１とシール材４００５と第２の基板４００６とによって、液晶層４００８と共に封止されている。ブラックマトリクス４０４１やカラーフィルタ４０４０、平坦化膜４０４２などの外側の端部は、第１の基板４００１や第２の基板４００６の端部よりも内側に形成され、その外側にはシール材４００５が形成されており、水が樹脂層から侵入することが抑制された構成となっている。また、充分なシール幅を確保するために、シール材４００５はその一部が樹脂層と重なって形成されている。そのため、シール材４００５から樹脂層へ水が浸入し、封止性能が悪化することを防ぐために、樹脂層とシール材４００５との間には、非透湿性の層４０４３が形成されている。なお、この例は一例であり、実施の形態１で説明したその他のシール構造を用いることによっても、水の影響を抑制した信頼性の高い液晶表示パネル、液晶表示モジュールを提供することができる。

なお、第１の基板４００１の方においても、層間膜４０２１が樹脂材料で形成されている場合は、第２の基板４００６側と同様の構成を、第１の基板４００１側にも適用することで、良好な耐久性を有する液晶表示モジュール、液晶表示パネルを得ることができる。

また、図５（Ａ）は第１の基板４００１上のシール材４００５によって囲まれている領域とは異なる領域に、単結晶半導体または多結晶半導体で形成された信号線回路が実装された液晶表示モジュール、液晶表示パネルが示されている。なお、図５（Ａ）は信号線駆動回路の一部を第１の基板４００１上に設けられたトランジスタで形成する例であり、第１の基板４００１上に信号線駆動回路４００３ｂが形成され、かつ単結晶半導体または多結晶半導体で形成された信号線駆動回路４００３ａが実装されている。

なお、別途形成した駆動回路の接続方法は、特に限定されるものではなく、ＣＯＧ方法、ワイヤボンディング方法、或いはＴＡＢ方法などを用いることができる。図５（Ａ）は、ＴＡＢ方法により信号線駆動回路４００３ａを実装する例である。

また第１の基板４００１上に設けられた画素部４００２と、走査線駆動回路４００４は、トランジスタを複数有しており、図５（Ｂ）では、画素部４００２に含まれるトランジスタ４０１０と、走査線駆動回路４００４に含まれるトランジスタ４０１１とを例示している。トランジスタ４０１０、４０１１上には絶縁層４０２０、層間膜４０２１が設けられている。

トランジスタ４０１０、４０１１は、実施の形態２に示すトランジスタを適用することができる。

また、層間膜４０２１、又は絶縁層４０２０上において、駆動回路用のトランジスタ４０１１の半導体層のチャネル形成領域と重なる位置に導電層を設けてもよい。導電層は、電位がトランジスタ４０１１のゲート電極層と同じでもよいし、異なっていても良く、第２のゲート電極層として機能させることもできる。また、導電層の電位がＧＮＤ、０Ｖ、或いは導電層はフローティング状態であってもよい。

また、層間膜４０２１上に画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１が形成され、画素電極層４０３０はトランジスタ４０１０と電気的に接続されている。液晶素子４０１３は、画素電極層４０３０、共通電極層４０３１及び液晶層４００８を含む。なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６の外側にはそれぞれ偏光板４０３２ａ、４０３２ｂが設けられている。

液晶層４００８には、表示モードにあった液晶組成物を用いる。

図５に記載の液晶表示パネル（液晶表示モジュール）では、画素電極層４０３０と共通電極層４０３１との間に電界を形成することで、液晶層４００８の液晶を制御する構成（ＩＰＳモードなど）を有する液晶表示パネル（液晶表示モジュール）を図示した。本構成では液晶には水平方向の電界が形成されるため、その電界を用いて液晶分子を制御できる。

なお、第１の基板４００１、第２の基板４００６としては、透光性を有するガラス、プラスチックなどを用いることができる。プラスチックとしては、ＦＲＰ（Ｆｉｂｅｒ Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ Ｐｌａｓｔｉｃｓ）板、ＰＶＦ（ポリビニルフルオライド）フィルム、ポリエステルフィルム又はアクリル樹脂フィルムを用いることができる。また、アルミニウムホイルをＰＶＦフィルムやポリエステルフィルムで挟んだ構造のシートを用いることもできる。

なお図５は透過型液晶表示装置の例であるが、本発明の一態様は半透過型液晶表示装置でも、反射型液晶表示装置でも適用できる。

また、図５の液晶表示装置では、基板の外側（視認側）に偏光板を設ける例を示すが、偏光板は基板の内側に設けてもよい。偏光板の材料や作製工程条件によって適宜設定すればよい。また、ブラックマトリクスとして機能する遮光層を設けてもよい。さらに、図示していないが、タッチパネルと一体になったモジュールであっても良く、また、インセル型のタッチパネル構成をさらに有していても良い。

層間膜４０２１の一部としてカラーフィルタ層や遮光層を形成してもよい。図５においては、トランジスタ４０１０、４０１１上方を覆うように遮光層４０３４が第２の基板４００６側に設けられている例である。遮光層４０３４を設けることにより、さらにコントラスト向上やトランジスタの安定化の効果を高めることができる。

トランジスタの保護膜として機能する絶縁層４０２０で覆う構成としてもよいが、特に限定されない。

なお、保護膜は、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜が好ましい。保護膜は、スパッタリング法を用いて、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、窒化酸化シリコン膜、酸化アルミニウム膜、窒化アルミニウム膜、酸化窒化アルミニウム膜、又は窒化酸化アルミニウム膜の単層、又は積層で形成すればよい。

また、平坦化絶縁膜として透光性の絶縁層をさらに形成する場合、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン系樹脂、ポリアミド、エポキシ等の、耐熱性を有する有機材料を用いることができる。また上記有機材料の他に、低誘電率材料（ｌｏｗ−ｋ材料）、シロキサン系樹脂、ＰＳＧ（リンガラス）、ＢＰＳＧ（リンボロンガラス）等を用いることができる。なお、これらの材料で形成される絶縁膜を複数積層させることで、絶縁層を形成してもよい。

画素電極層４０３０及び共通電極層４０３１は、実施の形態２において、画素電極層、共通電極層の材料として挙げたものと同様の材料を用いることができる。材料の選択においては、上述したように、液晶表示装置の表示形式に合わせ、透光性を有する材料や構成、反射性を有する材料や構成を適宜選択する。

また別途形成された信号線駆動回路と、走査線駆動回路４００４又は画素部４００２に与えられる各種信号及び電位は、ＦＰＣ４０１８から供給されている。

また、トランジスタは静電気などにより破壊されやすいため、ゲート線又はソース線に対して、駆動回路保護用の保護回路を同一基板上に設けることが好ましい。保護回路は、非線形素子を用いて構成することが好ましい。

図５では、接続端子電極４０１５が、画素電極層４０３０と同じ導電膜から形成され、端子電極４０１６は、トランジスタ４０１０、４０１１のソース電極層及びドレイン電極層と同じ導電膜で形成されている。

接続端子電極４０１５は、ＦＰＣ４０１８が有する端子と、異方性導電膜４０１９を介して電気的に接続されている。

また図５においては、信号線駆動回路を別途形成し、第１の基板４００１に実装している例を示しているが、この構成に限定されない。走査線駆動回路を別途形成して実装しても良いし、信号線駆動回路の一部又は走査線駆動回路の一部のみを別途形成して実装しても良い。

以上のような構成を有する液晶表示パネル（液晶表示モジュール）は、外部雰囲気からの水の影響を抑制できるために、信頼性が高い液晶表示パネル（液晶表示モジュール）とすることができる。また、耐久性の高い液晶表示パネル（液晶表示モジュール）とすることができる。

以上、本実施の形態に示す、構成、方法などは、他の実施の形態に示す構成、方法などと適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態４）
上記液晶表示装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、またはテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。これらの電子機器の具体例を以下に示す。

図６（Ａ）は、テレビジョン装置の一例を示している。テレビジョン装置は、筐体７１０１に表示部７１０３が組み込まれている。また、ここでは、スタンド７１０５により筐体７１０１を支持した構成を示している。表示部７１０３により、映像を表示することが可能であり、表示部７１０３のシール構造は実施の形態１に記載のシール構造を有している。そのため、表示部７１０３を有するテレビ装置は耐久性の高いテレビ装置とすることができる。

テレビジョン装置の操作は、筐体７１０１が備える操作スイッチや、別体のリモコン操作機７１１０により行うことができる。リモコン操作機７１１０が備える操作パッド７１０９により、チャンネルや音量の操作を行うことができ、表示部７１０３に表示される映像を操作することができる。また、リモコン操作機７１１０に、当該リモコン操作機７１１０から出力する情報を表示する表示部７１０７を設ける構成としてもよい。

なお、テレビジョン装置は、受信機やモデムなどを備えた構成とする。受信機により一般のテレビ放送の受信を行うことができ、さらにモデムを介して有線または無線による通信ネットワークに接続することにより、一方向（送信者から受信者）または双方向（送信者と受信者間、あるいは受信者間同士など）の情報通信を行うことも可能である。

図６（Ｂ）はコンピュータであり、本体７２０１、筐体７２０２、表示部７２０３、キーボード７２０４、外部接続ポート７２０５、ポインティングデバイス７２０６等を含む。なお、このコンピュータは、表示部７２０３のシール構造は実施の形態１に記載のシール構造を有している。

図６（Ｃ）は携帯型遊技機であり、筐体７３０１と筐体７３０２の２つの筐体で構成されており、連結部７３０３により、開閉可能に連結されている。筐体７３０１には表示部７３０４が組み込まれ表示部７３０４のシール構造は実施の形態１に記載のシール構造を有している。筐体７３０２には表示部７３０５が組み込まれている。また、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、その他、スピーカ部７３０６、記録媒体挿入部７３０７、ＬＥＤランプ７３０８、入力手段（操作キー７３０９、接続端子７３１０、センサ７３１１（力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むもの）、マイクロフォン７３１２）等を備えている。もちろん、携帯型遊技機の構成は上述のものに限定されず、少なくとも表示部７３０４および表示部７３０５の両方、または一方に実施の形態１で説明した液晶表示装置を用いた表示部を用いていればよく、その他付属設備が適宜設けられた構成とすることができる。図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機は、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示部に表示する機能や、他の携帯型遊技機と無線通信を行って情報を共有する機能を有する。なお、図６（Ｃ）に示す携帯型遊技機が有する機能はこれに限定されず、様々な機能を有することができる。上述のような表示部７３０４を有する携帯型遊技機は、表示部７３０４のシール構造は実施の形態１に記載のシール構造を有していることによって、耐久性の高い携帯型遊技機とすることができる。

図６（Ｄ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機は、実施の形態１に記載のシール構造を有する表示部７４０２を有している。そのため、当該液晶素子で構成される表示部７４０２を有する携帯電話機は耐久性の高い携帯電話機とすることができる。

図６（Ｄ）に示す携帯電話機は、表示部７４０２を指などで触れることで、情報を入力することができる構成とすることもできる。この場合、電話を掛ける、或いはメールを作成するなどの操作は、表示部７４０２を指などで触れることによっても行うことができる。

表示部７４０２の画面は主として３つのモードがある。第１は、画像の表示を主とする表示モードであり、第２は、文字等の情報の入力を主とする入力モードである。第３は表示モードと入力モードの２つのモードが混合した表示＋入力モードである。

例えば、電話を掛ける、或いはメールを作成する場合は、表示部７４０２を文字の入力を主とする文字入力モードとし、画面に表示させた文字の入力操作を行えばよい。この場合、表示部７４０２の画面のほとんどにキーボードまたは番号ボタンを表示させることが好ましい。

また、携帯電話機内部に、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサを有する検出装置を設けることで、携帯電話機の向き（縦か横か）を判断して、表示部７４０２の画面表示を自動的に切り替えるようにすることができる。

また、画面モードの切り替えは、表示部７４０２を触れること、又は筐体７４０１の操作ボタン７４０３の操作により行われる。また、表示部７４０２に表示される画像の種類によって切り替えるようにすることもできる。例えば、表示部に表示する画像信号が動画のデータであれば表示モード、テキストデータであれば入力モードに切り替える。

また、入力モードにおいて、表示部７４０２の光センサで検出される信号を検知し、表示部７４０２のタッチ操作による入力が一定期間ない場合には、画面のモードを入力モードから表示モードに切り替えるように制御してもよい。

図７（Ａ）及び図７（Ｂ）は２つ折り可能なタブレット型端末の一例である。図７（Ａ）は、開いた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替えスイッチ９０３４、電源スイッチ９０３５、省電力モード切り替えスイッチ９０３６、留め具９０３３、操作スイッチ９０３８、を有する。なお、当該タブレット端末は、実施の形態１に記載のシール構造を有する液晶表示装置を表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂの一方又は両方に用いることにより作製される。

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネル領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３７にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネル領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタンを表示することができる。

また、タッチパネル領域９６３２ａとタッチパネル領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。

また、表示モード切り替えスイッチ９０３４は、縦表示または横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９０３６は、タブレット型端末に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。

また、図７（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。

図７（Ｂ）は、閉じた状態であり、本実施の形態におけるタブレット型端末では、筐体９６３０、太陽電池９６３３、充放電制御回路９６３４、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を備える例を示した。なお、図７（Ｂ）では充放電制御回路９６３４の一例としてバッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を有する構成について示している。

なお、タブレット型端末は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０を閉じた状態にすることができる。従って、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、耐久性に優れ、長期使用の観点からも信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。

また、この他にも図７（Ａ）及び図７（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、または映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の一面または二面に設けられていると効率的なバッテリー９６３５の充電を行う構成とすることができるため好適である。

また、図７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、及び動作について図７（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図７（Ｃ）には、太陽電池９６３３、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１について示しており、バッテリー９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３８、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図７（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。

まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、バッテリー９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３で充電された電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３８で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー９６３５の充電を行う構成とすればよい。

なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、発電手段は特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段によってバッテリー９６３５の充電を行う構成であってもよい。無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよく、発電手段を有さなくとも良い。

また、上記表示部９６３１を具備していれば、図７に示した形状の電子機器に特に限定されないことは言うまでもない。

本実施例では、ブラックマトリクスの端部を基板端部よりも内側に位置させた構造によるＥＳＤ（静電気放電）への耐性の向上について検討した結果を示す。

本実施例では、駆動回路を一体形成した液晶表示装置にＥＳＤ試験を行い、走査線駆動回路における動作余裕幅（マージン）の変化を確認した。動作余裕幅（マージン）とは、設計仕様電圧に対する電圧の余裕幅であり、マージン内であれば電源電圧が下がっても正常動作が可能となる。

測定した試料は、画素回路及び駆動回路を第１の基板上（素子基板）に形成したいわゆるアクティブマトリクス型の駆動回路一体型液晶表示装置である。駆動回路及び画素回路の半導体素子はボトムゲートのトップコンタクト、活性層には酸化物半導体を用いた。半導体素子はアクリル樹脂層で覆って平坦化し、当該アクリル樹脂層上に共通電極を作製した。画素電極は共通電極を覆って形成した絶縁膜（窒化ケイ素膜）上に形成し、配向膜で覆った。本液晶表示装置はＦＦＳモードの液晶表示装置とした。

第２の基板（対向基板）にはブラックマトリクス及びカラーフィルタを形成し、アクリル樹脂の平坦化膜兼オーバーコート層と、配向膜とを設け、基板周辺端部においてシール材で封止した。

ＥＳＤ試験は、試験規格ＩＥＣ６１０００−４−２に準拠したガンタイプの試験器を用い、放電抵抗３３０Ω、放電容量１５０ｐＦにおいて所定の電圧を＋、−各々連続十回ずつ１秒間隔で放電することにより行った。ＥＳＤを印加した箇所は画素領域を挟んで対向して設けられた２つの走査線駆動回路各々の中央付近及び入力端子寄りの画素領域の計三か所とした。結果を図８及び図９に示す。なお、図８は対向基板側からＥＳＤを印加した時の、図９は素子基板側から印加した時の結果である。また、各々の図において（Ａ）で示されるグラフは、ブラックマトリクスを基板端部まで形成した表示装置の結果であり、（Ｂ）で表されるグラフはブラックマトリクスの端部が基板端部から１８０乃至２９０μｍ程度内側に位置する表示装置の結果である。

図８、図９ともに、ブラックマトリクスが基板端部まで形成された液晶表示装置の結果である（Ａ）のグラフではＥＳＤストレス電圧が６ｋＶを越えた辺りから駆動素子の動作余裕幅（マージン）が低下し始め、１０ｋＶでは、マージンが０となり、動作不能に陥った。一方、ブラックマトリクスの端部が基板端部から１８０乃至２９０μｍ程度内側に位置する液晶表示装置の結果である（Ｂ）のグラフでは、１２ｋＶのＥＳＤ印加であっても動作余裕幅（マージン）の低下は起こらず、当該構造を有する液晶表示装置はＥＳＤ耐性が向上していることがわかる。

１００ 対向基板
１０１ 素子基板
１０２ 液晶層
１０３ カラーフィルタ
１０４ ブラックマトリクス
１０５ 平坦化膜
１０６ 非透湿性の層
１０７ シール材
１０８ 電極
１０９ 非透湿性の層
１５０ 対向基板
１５１ 素子基板
１５２ 液晶層
１５８ 電極
１６０ 電極
１６１ 電極
１６２ 絶縁膜
４０１ 配線
４０１ａ ゲート電極
４０２ ゲート絶縁層
４０３ 半導体層
４０５ａ 配線
４０５ｂ 配線層
４０７ 絶縁膜
４０８ 絶縁膜
４２０ トランジスタ
４２１ コンタクトホール
４４１ 第１の基板
４４６ 第２の電極層
４４７ 第１の電極層
４００１ 第１の基板
４００２ 画素部
４００３ａ 信号線駆動回路
４００３ｂ 信号線駆動回路
４００４ 走査線駆動回路
４００５ シール材
４００６ 第２の基板
４００８ 液晶層
４０１０ トランジスタ
４０１１ トランジスタ
４０１３ 液晶素子
４０１５ 接続端子電極
４０１６ 端子電極
４０１８ ＦＰＣ
４０１９ 異方性導電膜
４０２０ 絶縁層
４０２１ 層間膜
４０３０ 画素電極層
４０３１ 共通電極層
４０３２ａ 偏光板
４０３２ｂ 偏光板
４０３４ 遮光層
４０４０ カラーフィルタ
４０４１ ブラックマトリクス
４０４２ 平坦化膜
４０４３ 非透湿性の層
７１０１ 筐体
７１０３ 表示部
７１０５ スタンド
７１０７ 表示部
７１０９ 操作パッド
７１１０ リモコン操作機
７２０１ 本体
７２０２ 筐体
７２０３ 表示部
７２０４ キーボード
７２０５ 外部接続ポート
７２０６ ポインティングデバイス
７３０１ 筐体
７３０２ 筐体
７３０３ 連結部
７３０４ 表示部
７３０５ 表示部
７３０６ スピーカ部
７３０７ 記録媒体挿入部
７３０８ ＬＥＤランプ
７３０９ 操作キー
７３１０ 接続端子
７３１１ センサ
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
９０３３ 留め具
９０３４ 表示モード切り替えスイッチ
９０３５ 電源スイッチ
９０３６ 省電力モード切り替えスイッチ
９０３８ 操作スイッチ
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ タッチパネル領域
９６３２ｂ タッチパネル領域
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ バッテリー
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ 操作キー
９６３８ コンバータ
９６３９ キーボード表示切り替えボタン

Claims (4)

1. 素子基板と、
   前記素子基板と対向するように配置された、対向基板と、
   前記素子基板と、前記対向基板とを固着させる機能を有する、シール材と、
   前記対向基板側に設けられたカラーフィルタ、ブラックマトリクス、平坦化膜、電極、及び導電層と、を有し、
   前記導電層は、前記電極と共通した材料を有し、
   前記導電層は、前記平坦化膜の端部を覆い、
   前記導電層の端部は、前記シール材の端部より突出していることを特徴とする液晶表示装置。
2. 素子基板と、
   前記素子基板と対向するように配置された、対向基板と、
   前記素子基板と、前記対向基板とを固着させる機能を有する、シール材と、
   前記対向基板側に設けられたカラーフィルタ、ブラックマトリクス、平坦化膜、電極、及び導電層と、を有し、
   前記導電層は、前記電極と共通した材料を有し、
   前記導電層は、前記平坦化膜の端部を覆い、
   前記導電層の端部は、前記シール材と重なる領域にあることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１または請求項２において、
   前記シール材の幅は、０．２ｍｍ以上１．５ｍｍ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
   前記素子基板上のトランジスタは、酸化物半導体を有することを特徴とする液晶表示装置。

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