JP6494341B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は表示装置に関し、例えば、表示領域に設けられた複数の画素に信号を供給するためのトランジスタを有する表示装置に適用して有効な技術に関する。
表示領域に設けられた複数の画素に、複数の信号線を介して信号を供給し、画像を表示させる表示装置がある。このような表示装置では、表示装置を小型化し、かつ、表示領域を大きくするために、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することが求められる。
また、複数の画素の各々は、R(赤)、G(緑)及びB(青)の各々の色をそれぞれ表示する複数の副画素を含む。各画素に映像信号を供給する信号線は、各画素に含まれる複数の副画素の各々にそれぞれ接続される複数の信号線を含む。各信号線は、映像信号が入力される信号線駆動回路と、各副画素とを接続する。信号線駆動回路と各信号線との間には、信号線スイッチ回路が接続される。
例えば、特開2010−107840号公報(特許文献1)には、表示装置において、基板上に、複数の画素回路がマトリクス状に配置された表示領域と、制御信号によって導通及び非導通が制御され、画素回路に映像信号を供給する複数のスイッチ回路とを有する技術が記載されている。
特開2010−107840号公報
上記した信号線スイッチ回路は、複数の信号線の各々を信号線駆動回路にそれぞれ接続する複数のトランジスタを有する。信号線スイッチ回路に含まれる複数のトランジスタは、表示領域の周辺の領域に、設けられる。また、これらの複数のトランジスタには、比較的大きな電流が流れるため、当該トランジスタのゲート幅は、ゲート長よりも長い。このような、ゲート長よりも長いゲート幅を有する複数のトランジスタを効率よく配置するために、複数のトランジスタは、ゲート長方向に配列されている。
ところが、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタの各々の、互いに隣り合う側のソース電極又はドレイン電極の間の距離を狭めることは困難である。そのため、当該2個のトランジスタを含み、ゲート長方向に配列された複数個のトランジスタを全体として間隔を詰めて配置することができず、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができない。
あるいは、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタ以外のトランジスタであっても、表示領域の周辺の領域に複数個のトランジスタが設けられる場合には、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタと同様に、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができない。
本発明は、上述のような従来技術の問題点を解決すべくなされたものであって、表示領域の周辺の領域のうち、複数のトランジスタが設けられる部分の面積を縮小し、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができる表示装置を提供することを目的とする。
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。
本発明の一態様としての表示装置は、基板と、画素が形成された画素回路と、画素回路に画像に関する信号を供給する複数の制御回路と、制御回路に設けられたトランジスタと、を有する。トランジスタは、第1方向に延在するゲート線と、開口部が設けられた絶縁膜と、第1方向とは異なる第2方向に配列されたドレイン電極及びソース電極と、絶縁膜を介して、ドレイン電極、ソース電極及びゲート線と重畳する半導体膜と、を含む。また、トランジスタは、半導体膜と、ソース電極又はドレイン電極とを、開口部を介して電気的に接続する導電性配線を含む。当該表示装置は、さらに、トランジスタである第1トランジスタと、トランジスタである第2トランジスタと、を有する。第1トランジスタと第2トランジスタとは、第2方向に隣り合っており、平面視において、第1トランジスタの導電性配線の、第2トランジスタ側の端部と、第1トランジスタの開口部の、第2トランジスタ側の端部と、の間に隙間がある。
また、他の一態様として、第1トランジスタは、第1トランジスタのゲート線に対して第2トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第1開口部群を有し、第2トランジスタは、第2トランジスタのゲート線に対して第1トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第2開口部群を有してもよい。第1開口部群は、第1トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第2開口部群は、第2トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第1開口部群と、第2開口部群とは、第1方向において交互に配置されていてもよい。
また、他の一態様として、第1トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方と、第2トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方とが、第2方向において隣り合っており、かつ、第1方向において重ならなくてもよい。
また、他の一態様として、第1トランジスタは、第1トランジスタのゲート線に対して第2トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第1開口部群を有し、第2トランジスタは、第2トランジスタのゲート線に対して第1トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第2開口部群を有してもよい。第1開口部群は、第1トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第2開口部群は、第2トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第1開口部群と、第2開口部群とが、第1方向において重なっていてもよい。
また、他の一態様として、画素は、互いに異なる色の第1副画素と第2副画素とを含み、第1トランジスタは、第1副画素を駆動するトランジスタであり、第2トランジスタは、第2副画素を駆動するトランジスタであり、第1副画素と第2副画素とは、第2方向に配列されていてもよい。
また、他の一態様として、画素回路には、画素である、第1画素と第2画素とが形成され、第1画素は、第1副画素を含み、第2画素は、第2副画素を含んでもよい。第1トランジスタは、第1副画素を駆動するトランジスタであり、第2トランジスタは、第2副画素を駆動するトランジスタであり、第1副画素と第2副画素は、互いに異なる色であり、第1トランジスタと第2トランジスタは、同一の制御回路で制御されるものでもよい。
また、他の一態様として、トランジスタである第3トランジスタを有し、第3トランジスタは、第1トランジスタを挟んで第2トランジスタと反対側に配置されていてもよい。第1トランジスタのドレイン電極と、第2トランジスタのソース電極及びドレイン電極の一方とが、第2方向において隣り合っており、第3トランジスタのソース電極は、第1トランジスタのソース電極と共有されていてもよい。
また、他の一態様として、第1トランジスタは、第1トランジスタのゲート線に対して第2トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第1開口部群を有し、第2トランジスタは、第2トランジスタのゲート線に対して第1トランジスタ側に配置された、複数の開口部である第2開口部群を有してもよい。第1トランジスタ及び第3トランジスタは、第1トランジスタのゲート線と第3トランジスタのゲート線との間に配置された、共通の複数の開口部である第3開口部群を有してもよい。第1開口部群は、第1トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第2開口部群は、第2トランジスタ内において、第1方向に配列されており、第1開口部群と、第2開口部群とは、第1方向において交互に配置されており、第3開口部群は、第1方向に配列されていてもよい。
また、他の一態様として、第1トランジスタのドレイン電極又はソース電極の一方と、第2トランジスタのドレイン電極又はソース電極の一方とが、隣り合っており、第1トランジスタは、第1トランジスタのゲート線に対して第2トランジスタ側に配置された複数の開口部を有してもよい。また、平面視において、第1トランジスタの開口部と、第2トランジスタのドレイン電極又はソース電極の一方とが、離間していてもよい。
実施の形態の表示装置の一例を示す平面図である。 実施の形態の表示装置の一例を示す断面図である。 実施の形態の表示装置の一例を示す断面図である。 実施の形態の表示装置の等価回路を示す図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 比較例1の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 比較例1の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 比較例2の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 比較例2の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。 比較例2の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。 実施の形態の変形例の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、実施の態様に比べ、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。
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様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、本明細書の表示装置の構造説明において、「上」とは基板BSに対してトランジスタTrや制御回路(信号線スイッチ回路SW)を形成する側を示す。また、「下」は「上」とは反対側を示す。
さらに、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見やすくするためにハッチングを付す場合もある。
以下の実施の形態で説明する技術は、表示機能層が設けられた表示領域に設けられた複数の素子に、表示領域の周囲から信号を供給する機構を備える表示装置に広く適用可能である。上記のような表示装置には、例えば、液晶表示装置、あるいは有機EL(Electro-Luminescence)表示装置など、種々の表示装置が例示できる。以下の実施の形態では、表示装置の代表例として、液晶表示装置を取り上げて説明する。
また、液晶表示装置は、表示機能層である液晶層の液晶分子の配向を変化させるための電界の印加方向により、大きくは以下の2通りに分類される。すなわち、第1の分類として、表示装置の厚さ方向(あるいは面外方向)に電界が印加される、いわゆる縦電界モードがある。縦電界モードには、例えばTN(Twisted Nematic)モードや、VA(Vertical Alignment)モードなどがある。また、第2の分類として、表示装置の平面方向(あるいは面内方向)に電界が印加される、いわゆる横電界モードがある。横電界モードには、例えばIPS(In-Plane Switching)モードや、IPSモードの一つであるFFS(Fringe Field Switching)モードなどがある。なお、上述の縦電界モードには、表示装置の厚さ方向と平面方向との間である斜め方向に電界を発生させる場合も含まれる。以下で説明する技術は、縦電界モード及び横電界モードのいずれにも適用できるが、以下で説明する実施の形態では、一例として、横電界モードの表示装置を取り上げて説明する。
(実施の形態)
<表示装置の構成>
まず、表示装置の構成について説明する。図1は、実施の形態の表示装置の一例を示す平面図である。図2及び図3は、実施の形態の表示装置の一例を示す断面図である。図2は、図1のA−A線に沿った断面図である。また、図3は、図2のB部の拡大断面図である。
なお、図1では、平面視における表示領域DPAと額縁領域(周辺領域)FLAの境界を見易くするため、表示領域DPAの輪郭を二点鎖線で示している。また、図1に示す複数の信号線SLは、額縁領域FLAから表示領域DPAまで延びている。しかし、図1では見易さのため、表示領域DPAでは、信号線SLの図示を省略している。また、図2は、断面であるが、見易さのためにハッチングは省略した。
図1に示すように、本実施の形態の表示装置LCD1は、画像を表示する表示部DPを有する。基板BSの表示面側である前面BSf(図2参照)側の領域であって、表示部DPが設けられた領域が、表示領域DPAである。また、表示装置LCD1は、平面視において、表示部DPの周囲の枠状の部分であって、画像を表示しない額縁部(周辺部)FLを有する。額縁部FLが設けられた領域が、額縁領域FLAである。すなわち、額縁領域FLAは、表示領域DPAの周囲の枠状の領域であるが、枠状に限定されるものではない。
なお、本願明細書において、平面視において、とは、基板BSの前面BSfに垂直な方向から視た場合を意味する。
また、表示装置LCD1は、対向配置される一対の基板の間に、表示機能層である液晶層が形成された構造を備える。すなわち、図2に示すように、表示装置LCD1は、表示面側の基板FS、基板FSの反対側に位置する基板BS、及び、基板FSと基板BSとの間に配置される液晶層LCL(図3参照)を有する。
基板BSの前面BSf(図2参照)内で、互いに交差、好適には直交する2つの方向を、第1方向としてのY軸方向、及び、第2方向としてのX軸方向とする。このとき、図1に示す基板BSは、平面視において、X軸方向に沿って延びる辺BSs1、辺BSs1に平行してX軸方向に沿って延びる辺BSs2、X軸方向に対して交差、好適には直交するY軸方向に沿って延びる辺BSs3、及び、辺BSs3に平行してY軸方向に沿って延びる辺BSs4を有する。図1に示す基板BSが有する辺BSs2、辺BSs3、及び辺BSs4のそれぞれから表示部DPまでの距離は、同程度であって、辺BSs1から表示部DPまでの距離よりも短い。
以下、本願明細書において、基板BSの周縁部と記載した場合には、基板BSの外縁を構成する辺BSs1、辺BSs2、辺BSs3、及び、辺BSs4のうちのいずれかを意味する。また、単に周縁部と記載した場合には、基板BSの周縁部を意味する。
表示部DPは、複数の表示素子としての画素Px(後述する図4参照)を有する。すなわち、複数の画素Pxは、表示領域DPAに設けられている。複数の画素Pxは、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配列されている。本実施の形態では、複数の画素Pxの各々は、基板BSの前面BSf側の表示領域DPAに形成された薄膜トランジスタ(Thin-Film Transistor:TFT)を有する。
表示装置LCD1は、後述する図4を用いて説明するように、複数の走査線GLと、複数の信号線SLと、を有する。後述する図4を用いて説明するように、複数の走査線GLの各々は、X軸方向に配列された複数の画素Pxと電気的に接続され、複数の信号線SLの各々は、Y軸方向に配列された複数の画素Pxと電気的に接続されている。
また、表示装置LCD1は、回路部CCを有する。回路部CCは、走査線駆動回路CGと、信号線駆動回路CSと、を含む。走査線駆動回路CGは、複数の走査線GLを介して、複数の画素Pxと電気的に接続され、信号線駆動回路CSは、複数の信号線SLを介して、複数の画素Pxと電気的に接続されている。
また、図1に示す例では、額縁領域FLAのうち、基板BSの辺BSs1と表示部DPとの間の部分である、額縁領域FLA1には、半導体チップCHPが設けられている。半導体チップCHP内には、信号線駆動回路CSが設けられている。したがって、信号線駆動回路CSは、基板BSの前面BSf側の領域であって、表示領域DPAに対して、Y軸方向における負側に配置された領域である額縁領域FLA1に設けられている。
なお、本願明細書における「Y軸方向における負側」とは、図中のY軸方向を示す矢印が延びる側と反対側を示す。
また、半導体チップCHPは、いわゆるCOG(Chip On Glass)技術を用いて額縁領域FLA1に設けられてもよく、あるいは、基板BSの外部に設けられ、FPC(Flexible Printed Circuits)を介して表示装置LCD1と接続されてもよい。また、信号線SLの配置の詳細については、後述する図4を用いて説明する。
表示装置LCD1は、平面視において、額縁領域FLAに形成されたシール部を有する。シール部は、表示部DPの周囲を連続的に囲むように形成され、図2に示す基板FSと基板BSは、シール部に設けられるシール材により接着固定される。このように、表示部DPの周囲にシール部を設けることで、表示機能層である液晶層LCL(図3参照)を封止することができる。なお、表示機能層はこれに限らず、Micro Electro Mechanical System(MEMS)シャッターで光透過量を制御するものであってもよい。
また、図2に示すように、表示装置LCD1の基板BSの表示面側と反対側である背面BSb側には、光源LSから発生し観者VW(図3参照)に向かう光を偏光する偏光板PL2が設けられている。偏光板PL2は、基板BSに固定されている。一方、基板FSの表示面側である前面FSf側には、偏光板PL1が設けられている。偏光板PL1は、基板FSに固定されている。
また、図3に示すように、表示装置LCD1は、基板FSと基板BSの間に配置される複数の画素電極PE、及び共通電極CEを有する。本実施の形態の表示装置LCD1は、上記したように横電界モードの表示装置なので、複数の画素電極PE及び共通電極CEは、それぞれ基板BSに形成されている。
図3に示す、基板BSは、ガラス基板などからなる基材BSgを含み、主として画像表示用の回路が基材BSgに形成されている。基板BSは、基板FS側に位置する前面BSf及びその反対側に位置する背面BSb(図2参照)を有する。また、基板BSの前面BSf側には、TFTなどの表示素子と、複数の画素電極PEがマトリクス状に形成されている。
図3に示す例は、横電界モード(詳しくはFFSモード)の表示装置LCD1を示しているので、共通電極CEは、基板BSが備える基材BSgの前面側に形成され、絶縁層OC2に覆われる。また、複数の画素電極PEは、絶縁層OC2を介して共通電極CEと対向するように絶縁層OC2の基板FS側に形成される。
また、図3に示す基板FSは、ガラス基板などからなる基材FSgに、カラー表示の画像を形成するカラーフィルタCFが形成された基板であって、表示面側である前面FSf(図2参照)及び前面FSfの反対側に位置する背面FSbを有する。基板FSのように、カラーフィルタCFが形成された基板は、上記したTFTが形成されたTFT基板としての基板BSと区別する際に、カラーフィルタ基板、あるいは、液晶層を介してTFT基板と対向するため、対向基板と呼ばれる。なお、図3に対する変形例としては、カラーフィルタCFをTFT基板としての基板BSに設ける構成を採用してもよい。
基板FSは、例えばガラス基板などの基材FSgの一方の面に、R(赤)、G(緑)及びB(青)の3色のカラーフィルタ画素CFr、CFg及びCFbを周期的に配列して構成された力ラーフィルタCFが形成されている。カラー表示装置では、例えばこのR(赤)、G(緑)及びB(青)の3色のサブピクセルを1組として、1画素(1ピクセルともいう)を構成する。基板FSの複数のカラーフィルタ画素CFr、CFg及びCFbは、基板BSに形成されている画素電極PEを有するそれぞれのサブピクセルと、互いに対向する位置に配置されている。
また、各色のカラーフィルタ画素CFr、CFg及びCFbのそれぞれの境界には、遮光膜BMが形成されている。遮光膜BMは、例えば黒色の樹脂や、低反射性の金属からなる。遮光膜BMは、平面視において格子状に形成される。言い換えれば、基板FSは、格子状に形成された遮光膜BMの開口部に形成された、各色のカラーフィルタ画素CFr、CFg及びCFbを有する。なお、1画素を構成するものはR(赤)、G(緑)、B(青)の3色に限定されるものではなく、更に透明なフィルタを有するW(白)などを有してもよい。また、W(白)のカラーフィルタは、形成されていなくてもよく、白色又は透明のカラーフィルタでもよい。あるいは、遮光膜BMは格子状に限定されるものでなく、ストライプ状のものであってもよい。
額縁領域FLAは、遮光膜BMにより覆われている。遮光膜BMは表示領域DPA内にも形成されるが、表示領域DPAでは、遮光膜BMに複数の開口部が形成されている。一般的に、遮光膜BMに形成され、カラーフィルタCFが埋め込まれた開口部のうち、周縁部側に形成された開口部の端部が、表示領域DPAと額縁領域FLAの境界として規定される。なお、開口部の端部よりも周縁部側にダミーのカラーフィルタを設けてもよい。また、基板FSは、カラーフィルタCFを覆う樹脂層OC1および配向膜AF1を有してもよく、基板BSは、配向膜AF2を有してもよい。
また、基板FSと基板BSの間には、画素電極PEと共通電極CEとの間に表示用電圧が印加されることで表示画像を形成する液晶層LCLが設けられる。液晶層LCLは、印加された電界の状態に応じてそこを通過する光を変調するものである。
なお、液晶層LCLの厚さは、基板FSや基板BSの厚さと比較して極端に薄い。例えば、液晶層LCLの厚さは、基板FSや基板BSの厚さと比較すると、0.1%〜10%程度の厚さである。
<表示装置の等価回路>
次に、表示装置の等価回路について説明する。図4は、実施の形態の表示装置の等価回路を示す図である。
図4に示すように、表示装置LCD1の表示部DPは、複数の画素Pxを有する。複数の画素Pxは、X軸方向及びY軸方向にマトリクス状に配列されている。すなわち、表示部DPは、画素Pxが形成された画素回路である。
また、表示装置LCD1は、複数の走査線GLと、複数の信号線SLと、を有する。複数の走査線GLは、X軸方向にそれぞれ延在し、かつ、Y軸方向に配列されている。複数の信号線SLは、Y軸方向にそれぞれ延在し、かつ、X軸方向に配列されている。複数の信号線SLと、複数の走査線GLとは、互いに交差する。
複数の画素Pxの各々は、R(赤)、G(緑)及びB(青)の各々の色を表示する副画素Sxを含む。副画素Sxの各々は隣り合う2本の走査線GLと、隣り合う2本の信号線SLとに囲まれた領域に設けられているが、隣り合う2本の走査線GLと、隣り合う2本の信号線SLとに囲まれた領域に2つの副画素を設ける構成であってもよい。
各副画素Sxは、薄膜トランジスタからなるトランジスタTrdと、トランジスタTrdのドレイン電極に接続される画素電極PEと、画素電極PEと液晶層を挟んで対向する共通電極CEと、を有する。なお、Clcは液晶層を等価的に示す液晶容量である。さらに、図4では、共通電極CEと画素電極PEとの間に形成される保持容量の図示は省略している。なお、液晶層には極性の異なる電位が供給されるので、薄膜トランジスタのドレイン電極とソース電極は電位の極性によって適宜入れ替わることとなる。
表示装置LCD1は、信号線駆動回路CSと、走査線駆動回路CGと、表示制御回路CTLと、共通電極駆動回路CMと、を有する。
Y軸方向に配列された複数の副画素SxのトランジスタTrdの各々のソース電極は、信号線SLに接続されている。また、複数の信号線SLの各々は、表示データに対応し、各副画素Sxに供給される映像信号が入力される信号線駆動回路CSに接続される。すなわち、複数の信号線SLは、複数の副画素Sxと信号線駆動回路CSとを接続する。
また、X軸方向に配列された複数の副画素SxのトランジスタTrdの各々のゲート電極は、走査線GLに接続されている。また、各走査線GLは、1水平走査時間、各副画素Sxに供給される走査信号を供給する走査線駆動回路CGに接続される。
表示制御回路CTLは、表示装置の外部から送信されてくる表示データ、クロック信号、及びディスプレイタイミング信号等の表示制御信号に基づいて、信号線駆動回路CS、走査線駆動回路CG、及び共通電極駆動回路CMを、制御する。
表示制御回路CTLは、表示装置の副画素の配列や、表示方法、あるいはタッチパネルの有無等によって、外部から供給される表示データや表示制御信号を適宜変換して信号線駆動回路CS、走査線駆動回路CG、及び共通電極駆動回路CMに出力する。
図4に示す例では、副画素Sxのそれぞれに接続される信号線SLとして、信号線SLR、SLG及びSLBが設けられている。信号線SLR、SLG及びSLBは、信号線スイッチ回路SWに接続されている。信号線SLRは、青及び緑のいずれの色とも異なる赤の色を表示する副画素Sxとしての副画素SxRと接続された、赤の信号線である。信号線SLGは、青及び赤のいずれの色とも異なる緑の色を表示する副画素Sxとしての副画素SxGと接続された、緑の信号線である。信号線SLBは、赤及び緑のいずれの色とも異なる青の色を表示する副画素Sxとしての副画素SxBと接続された、青の信号線である。
具体的には、信号線SLRは、赤の色をそれぞれ表示し、かつ、Y軸方向に配列された複数の副画素SxRからなる副画素群SGと、接続されている。信号線SLGは、緑の色をそれぞれ表示し、かつ、Y軸方向に配列された複数の副画素SxGからなる副画素群SGと、接続されている。信号線SLBは、青の色をそれぞれ表示し、かつ、Y軸方向に配列された複数の副画素SxBからなる副画素群SGと、接続されている。
前述したように、複数の信号線SLは、Y軸方向にそれぞれ延在し、かつ、X軸方向に配列されている。したがって、信号線SLR、SLG及びSLBの各々は、Y軸方向に延在する。
信号線スイッチ回路SWは、画素回路としての表示部DPに画像に関する信号を供給する制御回路である。信号線スイッチ回路SWは、スイッチング素子としてのトランジスタTrR、TrG及びTrBを有する。すなわち、トランジスタTrR、TrG及びTrBは、制御回路としての信号線スイッチ回路SWに設けられている。トランジスタTrR、TrG及びTrBの各々は、例えば薄膜トランジスタである。
トランジスタTrRは、赤の信号線SLRと、信号線駆動回路CSとを接続する。トランジスタTrGは、緑の信号線SLGと、信号線駆動回路CSとを接続する。トランジスタTrBは、青の信号線SLBと、信号線駆動回路CSとを接続する。
トランジスタTrR、TrG及びTrBは、表示制御回路CTLから出力されるスイッチ切替信号SSR、SSG及びSSBの各々により、それぞれオンオフ制御される。トランジスタTrRはスイッチ切替信号SSRによりオンオフが制御され、トランジスタTrGはスイッチ切替信号SSGによりオンオフが制御され、トランジスタTrBはスイッチ切替信号SSBによりオンオフが制御される。
具体的には、1水平走査期間の第1期間に、トランジスタTrRがオン、トランジスタTrGとトランジスタTrBとがオフとなり、信号線駆動回路CSから出力された赤の映像信号を、赤の信号線SLRに出力する。次に、1水平走査期間の第2期間に、トランジスタTrGがオン、トランジスタTrBとトランジスタTrRとがオフとなり、信号線駆動回路CSから出力された緑の映像信号を、緑の信号線SLGに出力する。次に、1水平走査期間の第3期間に、トランジスタTrBがオン、トランジスタTrRとトランジスタTrGとがオフとなり、信号線駆動回路CSから出力された青の映像信号を、青の信号線SLBに出力する。
このようにして、信号線駆動回路CSは、1水平走査期間毎に、表示データに対応する映像信号を信号線SLに供給する。
表示制御回路CTLは、信号線駆動回路CSが赤の映像信号、緑の映像信号、及び青の映像信号を1水平期間内に時分割で出力するように制御するのに合わせ、信号線スイッチ回路SWのトランジスタTrR、トランジスタTrG、及びトランジスタTrBのオンオフを制御する。すなわち、信号線スイッチ回路SWに含まれる各トランジスタTrは、時分割で駆動される関係にある。また、表示制御回路CTLは、各色の映像信号を出力している期間、映像信号が書き込まれる副画素のトランジスタTrdのオン状態を維持するように走査線駆動回路CGを制御する。
なお、信号線スイッチ回路は、単にRGBスイッチ、あるいは時分割スイッチと言われたりすることもある。また、本明細書では、赤、緑、及び青の副画素に接続された3本の信号線に信号線スイッチ回路が一つ設けられているが、2つの副画素に接続された2本の信号線に信号線スイッチ回路を設ける構成であってもよい。あるいは、2画素、つまり、6つの副画素に接続された6本の信号線に一つの信号線スイッチ回路を設けてもよい。この場合、信号線駆動回路は1水平期間に映像信号を6回出力することになる。各副画素への映像信号の書き込み状況や信号線駆動回路の処理能力によって時分割数は任意に設定することが可能である。
走査線駆動回路CGは、1水平走査時間毎に、上から下に向かって、あるいは、下から上に向かって順次走査線GLを選択し、選択した走査線GLに供給される走査信号を出力し、当該選択された走査線GLに接続された複数の副画素SxのトランジスタTrdが、1水平走査期間導通する。そして、信号線SLR、SLG又はSLBに供給された映像信号は、1水平走査期間導通状態であるトランジスタTrdを経由して、画素電極PEに出力され、最終的に、保持容量(図示せず)と、液晶容量Clcに電荷がチャージされ、液晶分子の配向をコントロールする。これにより、表示部DPにおいて、画像が表示される。
<信号線スイッチ回路のトランジスタの配置>
次に、信号線スイッチ回路のトランジスタの配置について、説明する。図5〜図7は、実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。図8〜図10は、実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。図11及び図12は、実施の形態の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。
図5は、6本の信号線及び6個のトランジスタを示す(信号線スイッチ回路は2個)。図6は、図5に示した6本の信号線SLと6個のトランジスタTrのうち、3本の信号線SLと3個のトランジスタTrとを拡大して示す。図7は、図6のうち二点鎖線で囲まれた領域AR1を拡大して示す。図8〜図10は、図7のC−C線に沿った断面図である。図8〜図10では、絶縁膜IF2よりも上の部分の図示を省略する。
なお、以下では、各画素Pxが、例えば赤、緑及び青の3つの色の副画素Sxを有する場合を例示して説明する。しかし、図4を用いて説明したように、各画素Pxが赤、緑、青及び白の4つの副画素Sxを有してもよい。
また、本実施の形態では、ある画素に含まれる副画素と別の画素に含まれる副画素との間では、当該副画素に接続されるトランジスタを含む信号線スイッチ回路が入れ替えられていない。しかし、例えば後述する実施の形態の変形例で説明するように、X軸方向における副画素の配列の順番と、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタのX軸方向における配列の順番とが、対応しておらず、入れ替えられていてもよい。
図5に示す例では、表示部DPには、第1画素としての画素Px1、及び、第2画素としての画素Px2が形成されている。また、第1画素としての画素Px1、及び、第2画素としての画素Px2の各々は、互いに異なる色の副画素Sxとして、赤の副画素SxR(第3副画素)、緑の副画素SxG(第1副画素)、及び、青の副画素SxB(第2副画素)を含む。副画素SxR、SxG及びSxBは、X軸方向に配列されている。
図5に示す例では、信号線スイッチ回路SWは、赤のトランジスタTrとしてのトランジスタ(第3トランジスタ)TrR、緑のトランジスタTrとしてのトランジスタ(第1トランジスタ)TrG、及び、青のトランジスタTrとしてのトランジスタ(第2トランジスタ)TrBを有する。
図5〜図8に示すように、トランジスタTrは、薄膜トランジスタであり、ゲート電極GEと、ゲート絶縁膜GIと、半導体膜SCと、絶縁膜IF1と、ソース電極及びドレイン電極としてのソース・ドレイン電極EL1及びEL2と、導電性配線としての接続配線CW1及びCW2と、を有する。複数のトランジスタTrは、ゲート長方向であるX軸方向に配列されている。すなわち、緑のトランジスタTrGと、青のトランジスタTrBとは、ゲート長方向に隣り合い、赤のトランジスタTrRと、緑のトランジスタTrGとは、ゲート長方向に隣り合っている。また、ゲート電極GEは、ゲート線とも称される。
図8に示す例では、トランジスタTrは、ボトムゲート型の薄膜トランジスタである。そのため、図8に示すように、基板BS(図2参照)に含まれる基材BSg上には、ゲート電極GEが設けられている。
基材BSg上には、ゲート電極GEを覆うように、ゲート絶縁膜GIが、設けられている。ゲート絶縁膜GIは、例えば窒化シリコン(SiN)又は酸化シリコン(SiO)等からなる透明な絶縁膜である。
平面視においてゲート電極GEと重なる部分のゲート絶縁膜GI上、及び、平面視においてゲート電極GEを挟んで両側の部分のゲート絶縁膜GI上には、半導体膜SCが設けられている。半導体膜SCは、例えば非晶質シリコン又は多結晶シリコン等からなる。また、IZO(Indium Zinc Oxide)やIGZO(Indium Gallium Zinc Oxide)等の亜鉛系酸化物に代表される透明酸化物半導体を利用してもよい。
なお、図7及び図8では、トランジスタTrGのゲート電極GEからトランジスタTrBのゲート電極GEにかけての領域を示している。
半導体膜SCのうち、平面視においてゲート電極GEと重なる部分は、チャネル領域CHである。半導体膜SCのうち、ゲート電極GEに対して信号線SLと接続される側に配置された部分は、ソース領域及びドレイン領域の一方として機能するソース・ドレイン領域SD1である。半導体膜SCのうち、ゲート電極GEに対して、信号線SLと接続される側と反対側、すなわち信号線駆動回路CS(図4参照)と接続される側に配置された部分は、ソース領域及びドレイン領域の他方として機能するソース・ドレイン領域SD2である。
ゲート電極GE及びチャネル領域CHは、例えばY軸方向に延在する。このとき、X軸方向におけるチャネル領域CHの長さが、チャネル長すなわちゲート長であり、Y軸方向におけるチャネル領域CHの幅が、チャネル幅すなわちゲート幅である。ゲート幅は、ゲート長よりも長い。
前述した図4を用いて説明したように、信号線SLは、Y軸方向に配列された複数の副画素Sxからなる副画素群SGと接続されている。そのため、信号線SL及びトランジスタTrには、比較的大きな電流が流れる。したがって、トランジスタTrでは、チャネル領域CHのチャネル幅は、チャネル領域CHのチャネル長に比べ、極めて長い。すなわち、ゲート幅は、ゲート長よりも長い。このような、ゲート長よりも長いゲート幅を有する複数のトランジスタTrを効率よく配置するためには、前述したように、複数のトランジスタTrは、ゲート長方向に配列されている。
チャネル領域CH、ソース・ドレイン領域SD1及びSD2、並びに、ゲート絶縁膜GIの露出した部分を覆うように、絶縁膜IF1が設けられている。絶縁膜IF1は、例えば窒化シリコン(SiN)又は酸化シリコン(SiO)等からなる透明な絶縁膜である。
ソース・ドレイン領域SD1上に位置する部分の絶縁膜IF1には、絶縁膜IF1を貫通してソース・ドレイン領域SD1に達する開口部(コンタクトホール)OP1が設けられている。開口部OP1の底面には、ソース・ドレイン領域SD1の上面が露出している。
ソース・ドレイン領域SD2上に位置する部分の絶縁膜IF1には、絶縁膜IF1を貫通してソース・ドレイン領域SD2に達する開口部(コンタクトホール)OP2が設けられている。開口部OP2の底面には、ソース・ドレイン領域SD2の上面が露出している。
なお、図5〜図7に示す例では、開口部OP1及びOP2の各々は、平面視において、円形形状を有する。しかし、開口部OP1及びOP2の各々の平面形状は、円形に限られない。したがって、開口部OP1及びOP2の各々は、平面視において、例えば正方形形状などの矩形形状を有してもよい。
ソース・ドレイン領域SD1上に位置する部分の絶縁膜IF1上には、ソース電極及びドレイン電極の一方として機能するソース・ドレイン電極EL1が形成されている。ソース・ドレイン領域SD2上に位置する部分の絶縁膜IF1上には、ソース電極及びドレイン電極の他方として機能するソース・ドレイン電極EL2が形成されている。そのため、ソース・ドレイン電極EL1及びEL2は、ゲート電極GEの延在方向であるY軸方向とは異なるX軸方向に配列されている。ソース・ドレイン電極EL1は、信号線SLと電気的に接続され、ソース・ドレイン電極EL2は、信号線駆動回路CS(図4参照)と電気的に接続されている。
開口部OP1の内部、及び、平面視において開口部OP1と隣り合う部分の絶縁膜IF1上には、導電性配線としての接続配線CW1が形成されている。接続配線CW1は、開口部OP1の底面に露出したソース・ドレイン領域SD1と電気的に接続されている。また、接続配線CW1は、ソース・ドレイン電極EL1と電気的に接続されている。したがって、接続配線CW1は、半導体膜SCすなわちソース・ドレイン領域SD1と、ソース・ドレイン電極EL1とを、開口部OP1を介して電気的に接続する。なお、図5〜図8に示すように、接続配線CW1は、ソース・ドレイン電極EL1と一体的に形成されていてもよい。
開口部OP2の内部、及び、平面視において開口部OP2と隣り合う部分の絶縁膜IF1上には、導電性配線としての接続配線CW2が形成されている。接続配線CW2は、開口部OP2の底面に露出したソース・ドレイン領域SD2と電気的に接続されている。また、接続配線CW2は、ソース・ドレイン電極EL2と電気的に接続されている。したがって、接続配線CW2は、半導体膜SCすなわちソース・ドレイン領域SD2と、ソース・ドレイン電極EL2とを、開口部OP2を介して電気的に接続する。なお、図5〜図8に示すように、接続配線CW2は、ソース・ドレイン電極EL2と一体的に形成されていてもよい。
ソース・ドレイン電極EL1及びEL2、並びに、接続配線CW1及びCW2は、例えば下面から上面に向かって、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)及びチタン(Ti)の順に積層された不透明な金属積層膜からなる。
接続配線CW1のうち、青のトランジスタTrB側の端部EP11が、開口部OP1の内側に形成されている。そして、平面視において、接続配線CW1の、青のトランジスタTrB側の端部EP11と、開口部OP1の、青のトランジスタTrB側の端部EP12と、の間に隙間がある。すなわち、接続配線CW1の端部EP11は、開口部OP1の端部EP12に対して、青のトランジスタTrB側と反対側に配置されている。
これにより、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を狭くすることができる。そのため、信号線スイッチ回路SWに含まれ、X軸方向に配列されたトランジスタTrの中心同士の間隔の平均値を狭くすることができる。したがって、額縁領域FLA1(図1参照)の面積を縮小することができる。
なお、青のトランジスタTrBの接続配線CW2の、緑のトランジスタTrG側の端部EP21と、青のトランジスタTrBの開口部OP2の、緑のトランジスタTrG側の端部EP22との位置関係も、端部EP11と端部EP12との位置関係と、同様である。
すなわち、平面視において、接続配線CW2の端部EP21と、開口部OP2の端部EP22と、の間に隙間がある。つまり、接続配線CW2の端部EP21が、開口部OP2の内側に形成されている。言い換えれば、接続配線CW2の端部EP21は、開口部OP2の端部EP22に対して、緑のトランジスタTrG側と反対側に配置されている。
なお、本願明細書では、緑のトランジスタTrGの開口部OP1の、青のトランジスタTrB側の端部EP12とは、開口部OP1の上面ではなく底面における端部を意味する。また、青のトランジスタTrBの開口部OP2の、緑のトランジスタTrG側の端部EP22とは、開口部OP2の上面ではなく底面における端部を意味する。
緑のトランジスタTrGの開口部OP1の内部、及び、絶縁膜IF1上には、ソース・ドレイン電極EL1を覆うように、絶縁膜IF2が形成されている。絶縁膜IF2は、例えば有機膜からなる透明な絶縁膜である。
好適には、平面視において、開口部OP1と、青のトランジスタTrBのソース・ドレイン電極EL2とが、離間している。接続配線CW1の端部EP11が、エッチング等の製法により除去される際に、接続配線CW1の一部が開口部OP1の内部に残渣として残ってしまう恐れがある。しかし、開口部OP1とソース・ドレイン電極EL2とが離間していれば、接続配線CW1と、ソース・ドレイン電極EL2とが短絡することを、防止することができる。
図9に示す、図8の変形例では、開口部OP1の内部に形成された接続配線CW1は、開口部OP1の側面の下部に露出したソース・ドレイン領域SD1と電気的に接続されている。そして、接続配線CW1の端部EP11は、開口部OP1の端部EP12よりも内側に形成されている。したがって開口部OP1の底面のうち、青のトランジスタTrB側の部分では、ゲート絶縁膜GIは接続配線CW1に覆われていない。
あるいは、図10に示すように、トランジスタTrは、トップゲート型の薄膜トランジスタであってもよい。図10に示す例では、基材BSg上に、半導体膜SCが形成され、半導体膜SC上に、ゲート絶縁膜GIを介してゲート電極GEが形成され、ゲート絶縁膜GI上にゲート電極GEを覆うように絶縁膜IF1が形成される。また、開口部OP1は、絶縁膜IF1及びゲート絶縁膜GIを貫通して半導体膜SCに達する。
すなわち、トランジスタTrが、ボトムゲート型の薄膜トランジスタからなる場合でも、トップゲート型の薄膜トランジスタからなる場合でも、半導体膜SCは、絶縁膜IF1及び絶縁膜としてのゲート絶縁膜GIの一方又は両方を介して、ソース・ドレイン電極EL1及びEL2、並びに、ゲート電極GEと、重畳する。
好適には、緑のトランジスタTrGは、緑のトランジスタTrGのゲート電極GEに対して青のトランジスタTrB側に配置された、複数の開口部OP1を有する。また、青のトランジスタTrBは、青のトランジスタTrBのゲート電極GEに対して緑のトランジスタTrG側に配置された、複数の開口部OP2を有する。
このとき、図11のように、複数の開口部OP1は、緑のトランジスタTrG内において、Y軸方向に配列されている。また、複数の開口部OP2は、青のトランジスタTrB内において、Y軸方向に配列されている。そして、開口部OP1と、開口部OP2とは、Y軸方向において交互に配置されている。
これにより、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔をさらに狭くすることができる。
図7のように、ソース・ドレイン電極EL1は、Y軸方向に交互に配置された電極部EL11と、電極部EL12と、を含んでもよい。電極部EL11は、ソース・ドレイン電極EL1のうち、接続配線CW1と接続された部分であり、電極部EL12は、ソース・ドレイン電極EL1のうち、接続配線CW1と接続されていない部分である。電極部EL11と接続配線CW1とにより形成される部分を電極部EL13とすると、電極部EL12は、電極部EL13のX軸方向における幅よりも狭い幅を有する。
ソース・ドレイン電極EL1と、当該ソース・ドレイン電極EL1と接続された複数の接続配線CW1とにより、電極部EL14が形成されるものとする。このとき、電極部EL14は、平面視において、凹凸形状を有する。また、開口部OP1は、平面視において、凹凸形状における凸部を形成する電極部EL13のうち接続配線CW1と重なる。
ソース・ドレイン電極EL2は、Y軸方向に交互に配置された電極部EL21と、電極部EL22と、を含んでもよい。電極部EL21は、ソース・ドレイン電極EL2のうち、接続配線CW2と接続された部分であり、電極部EL22は、ソース・ドレイン電極EL2のうち、接続配線CW2と接続されていない部分である。電極部EL21と接続配線CW2とにより形成される部分を電極部EL23とすると、電極部EL22は、電極部EL23のX軸方向における幅よりも狭い幅を有する。
ソース・ドレイン電極EL2と、当該ソース・ドレイン電極EL2と接続された複数の接続配線CW2とにより、電極部EL24が形成されるものとする。このとき、電極部EL24は、平面視において、凹凸形状を有する。また、開口部OP2は、平面視において、凹凸形状における凸部を形成する電極部EL23のうち接続配線CW2と重なる。
接続配線CW1と、接続配線CW2とが、Y軸方向に沿って交互に配置され、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向に沿って交互に配置されていてもよい。すなわち、電極部EL13と、電極部EL23とが、Y軸方向に沿って交互に配置されていてもよい。
このとき、好適には、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向において重なっている。すなわち、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向から視たときに、重なっている。これにより、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を、さらに狭くすることができる。
あるいは、図11に示すように、緑のトランジスタTrGは、緑のトランジスタTrGのゲート電極GEに対して青のトランジスタTrB側に配置された、複数の開口部OP1である開口部群OPG1を有してもよい。また、青のトランジスタTrBは、青のトランジスタTrBのゲート電極GEに対して緑のトランジスタTrG側に配置された、複数の開口部OP2である開口部群OPG2を有してもよい。
このとき、開口部群OPG1は、緑のトランジスタTrG内において、Y軸方向に配列されてもよい。また、開口部群OPG2は、青のトランジスタTrB内において、Y軸方向に配列されてもよい。このような形態で、Y軸方向に沿って、開口部OP1と開口部OP2が交互に配列されていてもよい。
このような場合にも、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔をさらに狭くすることができる。
このとき、開口部群OPG1と、開口部群OPG2とが、Y軸方向において重なっていてもよい。すなわち、開口部群OPG1と、開口部群OPG2とが、Y軸方向から視たときに、重なっていてもよい。このような場合にも、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を、さらに狭くすることができる。
図6に示すように、緑のトランジスタTrGのソース・ドレイン電極EL1と、青のトランジスタTrBのソース・ドレイン電極EL2とが、X軸方向において隣り合っており、かつ、Y軸方向において重ならない。
あるいは、緑のトランジスタTrGの接続配線CW1と、青のトランジスタTrBの接続配線CW2とが、Y軸方向において重ならない。このような場合にも、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔をさらに狭くすることができる。
赤のトランジスタTrRは、緑のトランジスタTrGを挟んで青のトランジスタTrBと反対側に配置されている。このとき、赤のトランジスタTrRのソース・ドレイン電極EL2は、緑のトランジスタTrGのソース・ドレイン電極EL2と共有されていてもよい。
また、緑のトランジスタTrG及び赤のトランジスタTrRは、平面視において、緑のトランジスタTrGのゲート電極GEと、赤のトランジスタTrRのゲート電極GEとの間に配置された、共通の複数の開口部OP2を有してもよい。このとき、共通の複数の開口部OP2は、Y軸方向に配列されていてもよい。
このような配置により、X軸方向における緑のトランジスタTrGと赤のトランジスタTrRとの間の間隔を狭くすることができる。そのため、信号線スイッチ回路SWに含まれ、X軸方向に配列されたトランジスタTrの中心同士の間隔の平均値を狭くすることができる。したがって、額縁領域の面積を縮小することができる。
あるいは、図11に示すように、緑のトランジスタTrG及び赤のトランジスタTrRは、平面視において、緑のトランジスタTrGのゲート電極GEと、赤のトランジスタTrRのゲート電極GEとの間に配置された、共通の複数の開口部OP2である開口部群OPG2を有してもよい。このとき、開口部群OPG2は、Y軸方向に配列されていてもよい。このような場合にも、X軸方向における緑のトランジスタTrGと赤のトランジスタTrRとの間の間隔を狭くすることができる。
なお、図12に示すように、接続配線CW1が、ソース・ドレイン電極EL1に沿って一体的に形成され、接続配線CW2が、ソース・ドレイン電極EL2に沿って一体的に形成されていてもよい。このとき、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向に沿って交互に配置されていなくてもよく、Y軸方向において同じ位置に配置されていてもよい。
<トランジスタの中心同士の間隔>
次に、トランジスタの中心同士の間隔について、図5〜図8、図12、及び、図13〜図17を参照し、実施の形態と比較例1及び比較例2とを比較しながら説明する。図13及び図14は、比較例1の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。図15及び図16は、比較例2の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。図17は、比較例2の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの断面図である。図13及び図15は、3本の信号線と3個のトランジスタとを拡大して示す。図14は、図13のうち二点鎖線で囲まれた領域AR101を拡大して示し、図16は、図15のうち二点鎖線で囲まれた領域AR102を拡大して示す。図17は、図16のC−C線に沿った断面図である。図17では、絶縁膜IF2よりも上の部分の図示を省略する。
比較例1では、図13及び図14に示すように、接続配線CW1が、ソース・ドレイン電極EL1に沿って一体的に形成され、接続配線CW2が、ソース・ドレイン電極EL2に沿って一体的に形成されている。また、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向に沿って交互に配置されておらず、Y軸方向において同じ位置に配置されている。
また、比較例1では、図13及び図14に示すように、平面視において、接続配線CW1の端部EP11と、の開口部OP1の端部EP12と、の間に隙間はない。また、平面視において、接続配線CW2の端部EP21と、開口部OP2の端部EP22と、の間に隙間はない。
比較例1におけるトランジスタTrの配置では、接続配線CW1と、接続配線CW2との間の距離を狭めると、ソース・ドレイン電極EL1と、ソース・ドレイン電極EL2との間で短絡不良が発生するおそれがある。そのため、接続配線CW1と、接続配線CW2との間の距離を狭めることは困難である。
すなわち、比較例1におけるトランジスタTrの配置では、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタTrの各々の、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極の間の距離を狭めることは困難である。そのため、当該2個のトランジスタTrを含み、ゲート長方向に配列された複数個のトランジスタTrを全体として間隔を詰めて配置することができず、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができない。
また、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタTrの各々の、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極同士が近づいていると、製造ロット間におけるソース・ドレイン電極の形状の差などにより、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極同士の間で短絡不良が発生するおそれがある。
あるいは、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタ以外のトランジスタであっても、表示領域の周辺の領域に複数個のトランジスタが設けられる場合には、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタと同様に、表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができない。
一方、本実施の形態で図12に示した例では、接続配線CW1が、ソース・ドレイン電極EL1に沿って一体的に形成され、接続配線CW2が、ソース・ドレイン電極EL2に沿って一体的に形成されている。また、開口部OP1と、開口部OP2とが、Y軸方向に沿って交互に配置されておらず、Y軸方向において同じ位置に配置されている。
しかし、図12に示した例では、平面視において、接続配線CW1の端部EP11と、開口部OP1の端部EP12と、の間に隙間がある。また、平面視において、接続配線CW2の端部EP21と、開口部OP2の端部EP22と、の間に隙間がある。
このような場合、X軸方向において互いに隣り合う開口部OP1と開口部OP2とを近づけることができる。したがって、ソース・ドレイン電極EL1とソース・ドレイン電極EL2とのX軸方向における間隔を狭めることができる。そのため、本実施の形態では、比較例1に比べ、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を狭くすることができる。
次に、比較例2でも、比較例1と同様に、図15及び図16に示すように、緑のトランジスタTrGにおいて、開口部OP1の内部、及び、平面視において開口部OP1と隣り合う部分の絶縁膜IF1上に形成された接続配線CW1の端部EP11が開口部OP1の外側に存在している。そして、平面視において、緑のトランジスタTrGの接続配線CW1の、青のトランジスタTrB側の端部EP11と、緑のトランジスタTrGの開口部OP1の、青のトランジスタTrB側の端部EP12と、の間に隙間はない。
なお、接続配線CW2の端部EP21と、開口部OP2の端部EP22との位置関係も、同様である。すなわち、平面視において、接続配線CW2の端部EP21と、開口部OP2の端部EP22と、の間に隙間はない。
ここで、実施の形態及び比較例2において、図7及び図16に示すように、緑のトランジスタTrGのソース・ドレイン電極EL1に含まれる電極部EL11の、青のトランジスタTrB側と反対側の端部を、端部EP13とする。また、緑のトランジスタTrGの開口部OP1の、青のトランジスタTrB側と反対側の端部を、端部EP14とする。また、青のトランジスタTrBのソース・ドレイン電極EL2に含まれる電極部EL22の、緑のトランジスタTrG側の端部を、端部EP25とする。
また、実施の形態及び比較例2において、電極部EL11の端部EP13と開口部OP1の端部EP14との間のX軸方向における距離を、距離DST1とし、開口部OP1のX軸方向における幅を、幅WP11とする。また、電極部EL22のX軸方向における幅を、幅WD21とする。
また、実施の形態では、開口部OP1の端部EP12と、青のトランジスタTrBのソース・ドレイン電極EL2に含まれる電極部EL22の端部EP25との間のX軸方向における距離を、距離DST2とする。
一方、比較例2では、開口部OP1の端部EP12と、接続配線CW1の端部EP11との間のX軸方向における距離を、距離DST103とする。また、接続配線CW1の端部EP11と、青のトランジスタTrBのソース・ドレイン電極EL2に含まれる電極部EL22の端部EP25との間のX軸方向における距離を、距離DST104とする。
このような場合、比較例2において、開口部OP1の端部EP12と、電極部EL22の端部EP25との間のX軸方向における距離は、距離DST103と距離DST104との和に等しく、距離DST104よりも長い。距離DST104は、接続配線CW1とソース・ドレイン電極EL2との間の短絡、すなわちソース・ドレイン電極EL1とソース・ドレイン電極EL2との間の短絡を防止するため、一定の距離以下にすることは困難である。
一方、実施の形態において、開口部OP1の端部EP12と、電極部EL22の端部EP25との間のX軸方向における距離DST2は、接続配線CW1の端部EP11と、電極部EL22の端部EP25との距離DST4よりも短い。距離DST4は、ソース・ドレイン電極EL1とソース・ドレイン電極EL2との間の短絡を防止するため、一定の距離以下にすることは困難であるが、距離DST2は、距離DST4よりも短くすることができる。また、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔は、距離DST2に依存する。したがって、実施の形態では、比較例2に比べても、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を狭くすることができる。
すなわち、本実施の形態では、比較例2における距離DST103と距離DST104との和を、距離DST2に置き換えることができるので、比較例2に比べ、X軸方向における緑のトランジスタTrGと青のトランジスタTrBとの間の間隔を狭くすることができる。
また、比較例2の形態では、接続配線CW1と接続配線CW2とが、Y軸方向において隣り合っており、両者の距離が近すぎる。この結果、両者間の寄生容量が増加して配線抵抗が増加してしまう恐れがある。一方、本実施の形態においては、この不具合を防止できる。
なお、本実施の形態では、比較例1及び比較例2に比べ、接続配線CW1とソース・ドレイン領域SD1との間の接触面積が、少なくなり、接続配線CW1とソース・ドレイン領域SD1との間の接触抵抗が増加するおそれがある。しかし、接続配線CW1とソース・ドレイン領域SD1との間の接触抵抗は、トランジスタTrに含まれるチャネル領域CHの抵抗に比べて十分に低い。そのため、接続配線CW1とソース・ドレイン領域SD1との間の接触抵抗が増加することは、同一のトランジスタTrに含まれるソース・ドレイン電極EL1とソース・ドレイン電極EL2との間の全体の抵抗には、ほとんど影響を及ぼさない。
<本実施の形態の主要な特徴と効果>
本実施の形態では、平面視において、緑のトランジスタTrGの接続配線CW1の、青のトランジスタTrB側の端部EP11と、緑のトランジスタTrGの開口部OP1の、青のトランジスタTrB側の端部EP12と、の間に隙間がある。すなわち、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタのうち、一方のトランジスタTrの接続配線CW1の、他方のトランジスタTr側の端部EP11と、当該一方のトランジスタTrの開口部OP1の、当該他方のトランジスタTr側の端部EP12と、の間に隙間がある。
これにより、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタTrの間の間隔を狭くすることができ、当該2個のトランジスタTrの中心同士の間隔の平均値を狭くすることができる。したがって、額縁領域の面積、すなわち表示領域の周辺の領域の面積を縮小することができる。
例えば、信号線スイッチ回路SWに含まれるトランジスタTrのゲート長方向における間隔が広いと、ゲート幅方向に隣り合う複数の領域に分けてトランジスタTrを配置しなければならなくなり、信号線スイッチ回路SWが配置される領域の面積が増加する。しかし、本実施の形態によれば、信号線スイッチ回路SWに含まれるトランジスタTrのゲート長方向における間隔を狭くすることができ、ゲート幅方向に隣り合う複数の領域に分けてトランジスタTrを配置する必要がない。したがって、額縁領域の面積を縮小することができる。
このように、本実施の形態におけるトランジスタTrの配置は、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタTrの各々の、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極の間の距離を狭くすることができる配置である。そのため、当該2個のトランジスタTrを含み、ゲート長方向に配列された複数個のトランジスタTrを全体として間隔を詰めて配置することができる。また、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタTrの各々の、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極同士が離れているため、製造ロット間におけるソース・ドレイン電極の形状の差などにより、互いに隣り合う側のソース・ドレイン電極同士の間で短絡不良が発生することを、防止又は抑制することができる。
なお、本実施の形態では、ゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタのうち一方のトランジスタにおける、接続配線の端部と、開口部の他方のトランジスタ側の端部と、の間に隙間が設けられた配置を、信号線スイッチ回路SWに含まれる2個のトランジスタTrの配置について適用した例について、説明した。
しかし、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタ以外のトランジスタであってもよい。例えば、走査線駆動回路CG内のトランジスタに、本実施の形態の発明を適用しても良い。つまり、額縁領域でゲート長方向に隣り合う2個のトランジスタについて、当該2個のトランジスタのうち一方のトランジスタにおける、他方のトランジスタ側の接続配線の端部と、他方のトランジスタ側の開口部の端部との間に隙間を設けてもよい。このような場合でも、額縁領域の面積を縮小することができる。
<本実施の形態の変形例>
次に、本実施の形態の変形例について説明する。図18は、実施の形態の変形例の表示装置における信号線スイッチ回路のトランジスタの平面図である。
本変形例では、ある画素に含まれる副画素と別の画素に含まれる副画素との間で、当該副画素に接続されるトランジスタを含む信号線スイッチ回路が入れ替えられている。すなわち、X軸方向における副画素の配列の順番と、信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタのX軸方向における配列の順番とが、対応しておらず、入れ替えられている。
図18に示すように、本変形例では、実施の形態とは異なり、表示部DPには、第1画素としての画素Px2、及び、第2画素としての画素Px1が形成されている。また、画素Px1、及び、画素Px2の各々は、互いに異なる色の副画素Sxとして、赤の副画素SxR、緑の副画素SxG、及び、青の副画素SxBを含む。
信号線スイッチ回路SW1に含まれる緑のトランジスタ(第1トランジスタ)TrGは、画素Px2に含まれる緑の副画素(第1副画素)SxGに接続されている。すなわち、信号線スイッチ回路SW1に含まれる緑のトランジスタTrGは、画素Px2に含まれる緑の副画素SxGを駆動するトランジスタである。つまり、図5と比較して、信号線スイッチ回路SW1に含まれる緑のトランジスタTrGが接続される画素が、異なっている。
また、信号線スイッチ回路SW1に含まれる青のトランジスタ(第2トランジスタ)TrBは、画素Px1に含まれる青の副画素(第2副画素)SxBに接続されている。すなわち、信号線スイッチ回路SW1に含まれる青のトランジスタTrBは、画素Px1に含まれる青の副画素SxBを駆動するトランジスタである。つまり、同一の信号線スイッチ回路で制御される2つのトランジスタが、互いに異なる画素の副画素を駆動する関係にある。
本変形例では、画素Px2に含まれる緑の副画素SxGを駆動する際、信号線スイッチ回路SW1に含まれる緑のトランジスタTrG、及び、青のトランジスタTrBには、互いに同極性の信号が供給される。そして、画素Px2に含まれる緑の副画素SxG、及び、画素Px1に含まれる青の副画素SxBには、互いに同極性の信号が供給される。
なお、信号線スイッチ回路SW1に含まれる赤のトランジスタTrRにも、信号線スイッチ回路SW1に含まれる緑のトランジスタTrG及び青のトランジスタTrBに供給される信号と同極性の信号が供給される。そして、画素Px1に含まれる赤の副画素SxRにも、画素Px2に含まれる緑の副画素SxG、及び、画素Px1に含まれる青の副画素SxBに供給される信号と同極性の信号が供給される。
一方、信号線スイッチ回路SW2に含まれる赤のトランジスタTrR、緑のトランジスタTrG及び青のトランジスタTrBには、信号線スイッチ回路SW1に供給される信号とは反対の極性の信号が供給される。そして、画素Px2に含まれる各色の副画素には、画素Px1に含まれる各色の副画素に供給される信号とは反対の極性の信号が供給される。そして、信号線スイッチ回路SW2に含まれる緑のトランジスタTrGは、画素Px1に含まれる緑の副画素SxGに接続されている。
図5に示す実施の形態では、信号線スイッチ回路SWに含まれる各トランジスタTrは、時分割で駆動される関係にある。そして、X軸方向に配列された複数の副画素Sxに対して、X軸方向に沿って、順次、正極性の信号と負極性の信号とが交互に供給される。そのため、同一の信号線スイッチ回路に含まれる赤のトランジスタTrR、緑のトランジスタTrG及び青のトランジスタTrBに順次信号が供給される際に、信号線駆動回路CS(図4参照)から供給される信号の極性を、例えば正極性、負極性及び正極性と交互に反転させる必要があり、表示装置の消費電力が増加するおそれがある。
図18に示す本変形例でも、同一の信号線スイッチ回路に含まれる赤のトランジスタTrR、緑のトランジスタTrG及び青のトランジスタTrBに同極性の信号が順次供給される。しかし、その際に、隣り合う画素間の信号線(図18においては、緑の信号線SLG)を交差させている。つまり、信号線スイッチ回路SW1の緑のトランジスタTrGが画素Px2に接続されているので、信号線駆動回路CS(図4参照)から供給される信号の極性を、反転させる必要がない。そのため、表示装置の消費電力を低減することができる。
なお、本変形例では、ある画素に含まれる副画素と別の画素に含まれる副画素との間で、当該副画素に接続されるトランジスタを含む信号線スイッチ回路が入れ替えられた例について説明した。しかし、異なる画素間に限られず、同一の画素内のある副画素と別の副画素との間で、当該副画素に接続されるトランジスタが入れ替えられてもよい。例えば、副画素と信号線スイッチ回路に含まれるトランジスタとを接続する際に、一部の配線間のオーバーラップ量を減らすために、例えば信号線同士を交差させることもあり得る。このような配置にも、ある副画素と別の副画素との間で、当該副画素に接続されるトランジスタが入れ替えられることにより、容易に対応することが可能になる。
以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
また、前記実施の形態においては、開示例として液晶表示装置の場合を例示したが、その他の適用例として、有機EL表示装置、その他の自発光型表示装置、あるいは電気泳動素子等を有する電子ペーパー型表示装置等、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ことはいうまでもない。
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。
例えば、前述の各実施の形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若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。
本発明は、表示装置に適用して有効である。
AF1、AF2 配向膜
AR1 領域
BM 遮光膜
BS、FS 基板
BSb、FSb 背面
BSf、FSf 前面
BSg、FSg 基材
BSs1〜BSs4 辺
CC 回路部
CE 共通電極
CF カラーフィルタ
CFb、CFg、CFr カラーフィルタ画素
CG 走査線駆動回路
CH チャネル領域
CHP 半導体チップ
Clc 液晶容量
CM 共通電極駆動回路
CS 信号線駆動回路
CTL 表示制御回路
CW1、CW2 接続配線
DP 表示部
DPA 表示領域
DST1、DST2、DST4 距離
EL1、EL2 ソース・ドレイン電極
EL11〜EL14、EL21〜EL24 電極部
EP11〜EP14、EP21、EP22、EP25 端部
FL 額縁部
FLA、FLA1 額縁領域
GE ゲート電極
GI ゲート絶縁膜
GL 走査線
IF1、IF2 絶縁膜
LCD1 表示装置
LCL 液晶層
LS 光源
OC1 樹脂層
OC2 絶縁層
OP1、OP2 開口部
OPG1、OPG2 開口部群
PE 画素電極
PL1、PL2 偏光板
Px、Px1、Px2 画素
SC 半導体膜
SD1、SD2 ソース・ドレイン領域
SG 副画素群
SL、SLB、SLG、SLR 信号線
SSB、SSG、SSR スイッチ切替信号
SW、SW1、SW2 信号線スイッチ回路
Sx、SxB、SxG、SxR 副画素
Tr、TrB、Trd、TrG、TrR トランジスタ
VW 観者
WD21、WP11 幅

Claims (9)

  1. 基板と、画素が形成された画素回路と、前記画素回路に画像に関する信号を供給する複数の制御回路と、前記制御回路に設けられたトランジスタと、を有する表示装置であって、
    前記トランジスタは、
    第1方向に延在するゲート線と、
    開口部が設けられた絶縁膜と、
    前記第1方向と交差する第2方向に配列され、且つ、前記第1方向に延びるドレイン電極及びソース電極と、
    前記絶縁膜を介して、前記ドレイン電極、前記ソース電極及び前記ゲート線と重畳する半導体膜と、
    前記半導体膜と、前記ソース電極又は前記ドレイン電極とを、前記開口部を介して電気的に接続する接続配線と、
    を含み、
    前記表示装置は、さらに、前記トランジスタである第1トランジスタと、前記トランジスタである第2トランジスタと、を有し、
    前記第1トランジスタのドレイン電極と前記第2トランジスタのソース電極とは、前記第2方向に隣り合っており、
    前記接続配線は、前記第1トランジスタに接続される第1接続配線と、前記第2トランジスタに接続される第2接続配線と、を含み、
    前記第1接続配線は、前記第1トランジスタのドレイン電極から前記第2トランジスタ側に向かって突出するように形成され、
    前記第2接続配線は、前記第2トランジスタのソース電極から前記第1トランジスタ側に向かって突出するように形成され、
    前記開口部は、前記第1接続配線、および前記第1トランジスタのドレイン電極と重なる位置に配置される第1開口部と、前記第2接続配線、および前記第2トランジスタのソース電極と重なる位置に配置される第2開口部と、を含み、
    前記第2方向において、前記第1接続配線は、前記第2トランジスタのソース電極と対向し、
    前記第2方向において、前記第2接続配線は、前記第1トランジスタのドレイン電極と対向し、
    前記第1方向において、前記第1接続配線と、前記第2接続配線と、は互いに重ならず、
    平面視において、前記第1開口部の前記第2トランジスタ側の端部は、前記第1接続配線の前記第2トランジスタ側の端部と、前記第2トランジスタのソース電極と、の間に配置され、
    平面視において、前記第2開口部の前記第1トランジスタ側の端部は、前記第2接続配線の前記第1トランジスタ側の端部と、前記第1トランジスタのドレイン電極と、の間に配置される、表示装置。
  2. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記第1接続配線は、前記第1トランジスタのドレイン電極との境界にある仮想線である第1辺と、前記第2方向において前記第1辺の反対側にあり、前記第1接続配線の前記第2トランジスタ側の端部を含む第2辺と、を有し、
    前記第2トランジスタのソース電極は、前記第1トランジスタの前記第1接続配線側にあり、前記第1接続配線の前記第2辺と対向する第3辺を有し、
    平面視において、前記第1接続配線の前記第1辺から前記第2辺までの距離は、前記第2辺から前記第3辺までの距離より小さい、表示装置。
  3. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記第1トランジスタは、前記第1トランジスタの前記ゲート線に対して前記第2トランジスタ側に配置された、複数の前記第1開口部である第1開口部群を有し、
    前記第2トランジスタは、前記第2トランジスタの前記ゲート線に対して前記第1トランジスタ側に配置された、複数の前記第2開口部である第2開口部群を有し、
    前記第1開口部群は、前記第1トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第2開口部群は、前記第2トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第1開口部群と、前記第2開口部群とは、前記第1方向において交互に配置されている、表示装置。
  4. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記第1トランジスタは、前記第1トランジスタの前記ゲート線に対して前記第2トランジスタ側に配置された、複数の前記第1開口部である第1開口部群を有し、
    前記第2トランジスタは、前記第2トランジスタの前記ゲート線に対して前記第1トランジスタ側に配置された、複数の前記第2開口部である第2開口部群を有し、
    前記第1開口部群は、前記第1トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第2開口部群は、前記第2トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第1開口部群と、前記第2開口部群とが、前記第1方向において重なっている、表示装置。
  5. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記画素は、互いに異なる色の第1副画素と第2副画素とを含み、
    前記第1トランジスタは、前記第1副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第2トランジスタは、前記第2副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第1副画素と前記第2副画素とは、前記第2方向に配列されている、表示装置。
  6. 請求項1ないし4のいずれか一項に記載の表示装置において、
    前記画素回路には、前記画素である、第1画素と第2画素とが形成され、
    前記第1画素は、第1副画素を含み、
    前記第2画素は、第2副画素を含み、
    前記第1トランジスタは、前記第1副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第2トランジスタは、前記第2副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第1副画素と前記第2副画素は、互いに異なる色であり、
    前記第1トランジスタと前記第2トランジスタは、同一の制御回路で制御されるものである、表示装置。
  7. 請求項1に記載の表示装置において、
    前記トランジスタである第3トランジスタを有し、
    前記第3トランジスタは、前記第1トランジスタを挟んで前記第2トランジスタと反対側に配置されており
    記第3トランジスタのソース電極は、前記第1トランジスタのソース電極と共有されている、表示装置。
  8. 請求項7に記載の表示装置において、
    前記第1トランジスタは、前記第1トランジスタの前記ゲート線に対して前記第2トランジスタ側に配置された、複数の前記第1開口部である第1開口部群を有し、
    前記第2トランジスタは、前記第2トランジスタの前記ゲート線に対して前記第1トランジスタ側に配置された、複数の前記第2開口部である第2開口部群を有し、
    前記開口部は、前記第1トランジスタと前記第3トランジスタに共有される前記ソース電極と重なる位置に配置される複数の第3開口部を含み、
    前記第1トランジスタ及び前記第3トランジスタは、前記第1トランジスタの前記ゲート線と前記第3トランジスタの前記ゲート線との間に配置された、共通の前記複数の第3開口部である第3開口部群を有し、
    前記第1開口部群は、前記第1トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第2開口部群は、前記第2トランジスタ内において、前記第1方向に配列されており、
    前記第1開口部群と、前記第2開口部群とは、前記第1方向において交互に配置されており、
    前記第3開口部群は、前記第1方向に配列されている、表示装置。
  9. 請求項7に記載の表示装置において、
    前記第1トランジスタおよび前記第3トランジスタは、前記半導体膜である第1半導体膜を含み、
    前記第2トランジスタは、前記半導体膜である第2半導体膜を含み、
    前記画素回路には、前記画素である、第1画素と、前記第1画素と前記第2方向に隣り合う第2画素とが形成され、
    前記第1画素および前記第2画素のそれぞれは、互いに異なる色の第1副画素と第2副画素と第3副画素とを含み、
    前記第1トランジスタは前記第2画素の前記第1副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第2トランジスタは前記第1画素の前記第2副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第3トランジスタは前記第1画素の前記第3副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第1画素の前記第1副画素と、前記第2画素の前記第1副画素は、互いに同じ色であり、
    前記第1トランジスタと前記第2トランジスタと前記第3トランジスタは、同一の制御回路で制御されるものであり、
    前記第1トランジスタと前記第2トランジスタと前記第3トランジスタには同極性の信号が順次供給され、
    前記表示装置は、さらに、前記トランジスタである第4トランジスタを有し、
    前記第4トランジスタは前記第1画素の前記第1副画素を駆動するトランジスタであり、
    前記第1トランジスタと、前記第4トランジスタとは互いに異なる極性の信号が供給される、表示装置。
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