JP7263120B2 - 表示装置及び表示パネル - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、表示装置及び表示パネルに関する。

近年、種々の形状の表示装置が提案されている。一例では、映像表示部と透明表示部との間に遮光部を有する液晶表示装置が開示されている。その他の例では、表示部と、カメラに重なる透明部と、を有する液晶表示装置が開示されている。

特開２００６－３４３７２８号公報 米国特許出願公開第２０１７／０１２３４５２号明細書

本実施形態の目的は、製造歩留まりの改善が可能な表示装置及び表示パネルを提供することにある。

本実施形態によれば、
第１基板と、第２基板と、前記第１基板及び前記第２基板を貫通した貫通孔と、前記第１基板と前記第２基板とが対向する対向領域と、を備え、前記対向領域は、平面視で前記貫通孔の外側に位置し画像を表示する表示領域と、前記貫通孔と前記表示領域との間に位置し前記貫通孔を囲む額縁状の額縁領域と、を含み、前記第２基板は、前記額縁領域に位置する遮光層及び着色層を備え、前記遮光層は、前記貫通孔に沿って閉じた環状に形成され前記第１基板から前記第２基板に向かって貫通した第１溝部を有し、前記着色層は、前記第１溝部内に位置し、平面視で前記第１溝部の全域に設けられている表示装置が提供される。

本実施形態によれば、
第１基板と、第２基板と、前記第１基板と前記第２基板とが対向する対向領域と、を備え、前記対向領域は、画像を表示する表示領域と、平面視で前記表示領域の内側に位置する孔加工領域と、前記表示領域と前記孔加工領域との間に位置し前記孔加工領域を囲む額縁状の額縁領域と、を含み、前記第２基板は、前記額縁領域に位置する第１溝部と、前記孔加工領域に位置し前記第１溝部から離れた第２溝部と、を有する遮光層と、着色層と、を備え、前記第１溝部は、前記孔加工領域に沿って閉じた環状に形成され、前記第２溝部は、前記第１溝部に沿って環状に形成され、前記着色層は、前記第１溝部内に位置し、平面視で前記第１溝部の全域に設けられている表示パネルが提供される。

図１は、一実施形態の電子機器の断面図である。 図２は、図１に示した表示装置の平面図である。 図３は、図２に示した画素の基本構成及び等価回路を示す図である。 図４は、図２に示した表示装置の一構成例を示す断面図である。 図５は、図２に示す貫通孔周辺の信号線を拡大した平面図である。 図６は、図２に示す貫通孔周辺の金属配線を拡大した平面図である。 図７は、図２に示す貫通孔周辺の第２基板を拡大した平面図である。 図８は、図７に示したＡ１－Ａ２線に沿った表示パネルの断面図である。 図９は、上記表示装置の製造方法を説明するための図であり、上記貫通孔を設ける前の表示パネルの額縁領域を示す平面図である。 図１０は、図９に示した表示パネルの断面図である。 図１１は、図９及び図１０に続く上記表示装置の製造方法を説明するための図であり、孔あけ機を用いて表示パネルに孔を設けている状態を示す断面図である。 図１２は、図１１の製造方法を詳しく説明するための図であり、表示パネルに貫通孔を設ける製造方法を示す断面図である。

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。

図１は、一実施形態の電子機器１００の断面図である。一例では、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。本明細書において、第３方向Ｚを示す矢印の先端側の位置を上と称し、矢印の先端とは逆側の位置を下と称する。また、上から下に向かって、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。

図１に示すように、電子機器１００は、表示装置ＤＳＰと、照明装置ＩＬと、受光素子ＰＡと、を備えている。

表示装置ＤＳＰは例えば液晶表示装置などの表示パネルＰＮＬと独立した光源を必要とする表示装置や、有機ＥＬ（Electro Luminescence）表示装置やマイクロＬＥＤ（Light Emitting Diode）などの自発光型の表示装置であっても良く、電気泳動表示装置であっても良い。以降の実施形態では液晶表示装置を例に説明する。

表示装置ＤＳＰは、透明基板ＣＧと、表示パネルＰＮＬと、を備えている。
表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、光学素子ＯＤ１と、光学素子ＯＤ２と、を備えている。表示パネルＰＮＬは、貫通孔ＴＨと、対向領域ＦＡと、を有している。貫通孔ＴＨは、第３方向Ｚにおいて第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２それぞれを貫通した貫通孔である。図示した例では、貫通孔ＴＨは、光学素子ＯＤ１、第１基板ＳＵＢ１、遮光層ＢＭＰ、第２基板ＳＵＢ２及び光学素子ＯＤ２のそれぞれを貫通している。対向領域ＦＡは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とが対向している領域である。

第２基板ＳＵＢ２は遮光層ＢＭＰを備えている。遮光層ＢＭＰは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に位置している。偏光板ＰＬ１を含む光学素子ＯＤ１は、第１基板ＳＵＢ１に接着されている。偏光板ＰＬ２を含む光学素子ＯＤ２は、第２基板ＳＵＢ２に接着されている。なお、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２は、必要に応じて位相差板、散乱層、反射防止層などを備えていてもよい。

透明基板ＣＧは、透明接着層ＡＤによって表示パネルＰＮＬに接着されている。透明基板ＣＧは、遮光層ＢＭＣを備えている。図示した例では、遮光層ＢＭＣは、透明基板ＣＧの下面に設けられ、第３方向Ｚにおいて遮光層ＢＭＰに重なっている。透明基板ＣＧは、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などである。

照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬを照明するものである。図示した例では、照明装置ＩＬは、第３方向Ｚにおいて貫通孔ＴＨに重なる貫通孔を有している。

受光素子ＰＡは、一例としてカメラである。なお、受光素子ＰＡは、一例として、可視光を検出するもの、赤外線を検出するもの、検出対象物の近接をセンシングする近接センサ、検出対象物から反射された赤外線を検出する検出素子などや、それぞれを組み合わせたものでもよい。受光素子ＰＡは、第３方向Ｚにおいて、貫通孔ＴＨ内に設けられ、透明基板ＣＧに覆われている。受光素子ＰＡは、透明基板ＣＧを介して受光する。

図２は、図１に示した表示装置ＤＳＰの平面図である。
図２に示すように、表示装置ＤＳＰは、さらに、配線基板Ｆ１とＩＣチップ１とを備えている。

第１基板ＳＵＢ１は、第２方向Ｙにおいて対向領域ＦＡと並んだ延出領域ＥＡを有している。第２基板ＳＵＢ２は、平面視で、対向領域ＦＡに重畳し、延出領域ＥＡには重畳していない。対向領域ＦＡは第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とが重なり合う表示パネルＰＮＬの２枚部分、延出領域ＥＡは第１基板ＳＵＢ１が第２基板ＳＵＢ２から露出する表示パネルＰＮＬの１枚部分ということも出来る。
第１基板ＳＵＢ１は、第１方向Ｘに沿って延出した端部Ｅ１１及びＥ１２と、第２方向Ｙに沿って延出した端部Ｅ１３及びＥ１４とを有している。第２基板ＳＵＢ２は、第１方向に沿って延出した端部Ｅ２１及びＥ２２と、第２方向Ｙに沿って延出した端部Ｅ２３及びＥ２４とを有している。端部Ｅ２２は、対向領域ＦＡと延出領域ＥＡとの境界に沿った基板端に相当する。つまり、対向領域ＦＡは、平面視で、端部Ｅ１１、端部Ｅ２２、端部Ｅ１３、端部Ｅ１４によって囲まれた領域に相当する。延出領域ＥＡは、平面視で、端部Ｅ１２と端部Ｅ２２との間の領域に相当する。

対向領域ＦＡは、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡを囲む額縁状の非表示領域ＮＤＡと、額縁領域ＦＲＡと、を含んでいる。表示領域ＤＡは、平面視で貫通孔ＴＨの外側に位置している。額縁領域ＦＲＡは、平面視で貫通孔ＴＨと表示領域ＤＡとの間に位置し貫通孔ＴＨを囲む額縁状である。額縁領域ＦＲＡは、貫通孔ＴＨの外側に隣接し閉じた環状である。図示した例では、貫通孔ＴＨは真円であるが、楕円等の他の円形や円形以外の多角形であってもよい。

表示領域ＤＡは、第１方向（列方向）Ｘ及び第２方向（行方向）Ｙにマトリクス状（行列状）に配置された複数の画素ＰＸを備えている。ここでの画素ＰＸとは、画素信号に応じて個別に制御することができる最小単位を示し、副画素と称する場合がある。画素ＰＸは、例えば、赤色を表示する赤画素、緑色を表示する緑画素、青色を表示する青画素、または、白色を表示する白画素のいずれかである。

非表示領域ＮＤＡは、対向領域ＦＡにおける表示領域ＤＡの外側及び延出領域ＥＡに相当する。ＩＣチップ１及び配線基板Ｆ１は、表示パネルＰＮＬからの信号を読み出す場合もあるが、主として表示パネルＰＮＬに信号を供給する信号源として機能する。ＩＣチップ１は、配線基板Ｆ１に実装され、配線基板Ｆ１に電気的に接続されている。なお、ＩＣチップ１は、延出領域ＥＡに実装され、延出領域ＥＡに電気的に接続されていてもよい。ＩＣチップ１は、画像を表示する画像表示モードにおいて画像表示に必要な信号を出力するディスプレイドライバＤＤを内蔵している。また、図示した例では、ＩＣチップ１は、表示装置ＤＳＰへの物体の接近又は接触を検出するタッチセンシングモードを制御するタッチコントローラＴＣＮを内蔵している。図中において、ディスプレイドライバＤＤ及びタッチコントローラＴＣＮは点線で示している。配線基板Ｆ１は、折り曲げ可能なフレキシブルプリント基板である。

表示パネルＰＮＬは、さらに液晶層ＬＣと、シールＳＥと、シールＦＳＥと、を備えている。シールＳＥは非表示領域ＮＤＡに位置し、シールＦＳＥは額縁領域ＦＲＡに位置している。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、シールＳＥ及びＦＳＥによって接着されている。液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持され、シールＳＥ及びＦＳＥによって封止されている。液晶層ＬＣは、額縁領域ＦＲＡ及び表示領域ＤＡのそれぞれにわたって設けられている。図２において、シールＳＥ及びＦＳＥはそれぞれ右上がりの斜線で示し、液晶層ＬＣは右下がりの斜線で示している。

本実施形態の表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１の背面側からの光を選択的に透過させることで画像を表示する透過表示機能を備えた透過型の表示パネルＰＮＬ、第２基板ＳＵＢ２の前面側からの光を選択的に反射させることで画像を表示する反射表示機能を備えた反射型の表示パネルＰＮＬ、あるいは、透過表示機能及び反射表示機能を備えた半透過型の表示パネルＰＮＬいずれであってもよい。

表示パネルＰＮＬの詳細な構成について、ここでは説明を省略するが、表示パネルＰＮＬは、基板主面に沿った横電界を利用する表示モード、基板主面の法線に沿った縦電界を利用する表示モード、基板主面に対して斜め方向に傾斜した傾斜電界を利用する表示モード、さらには、上記の横電界、縦電界、及び、傾斜電界を適宜組み合わせて利用する表示モードに対応したいずれの構成を備えていてもよい。ここでの基板主面とは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面と平行な面である。

図３は、図２に示した画素ＰＸの基本構成及び等価回路を示す図である。
図３に示すように、複数本の走査線Ｇは走査線駆動回路ＧＤに接続され、複数本の信号線Ｓは信号線駆動回路ＳＤに接続されている。走査線Ｇ及び信号線Ｓは、それぞれ、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）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ている。走査線Ｇ及び信号線Ｓは、それぞれ、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。なお、走査線Ｇ及び信号線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくてもよく、それらの一部が屈曲していてもよい。

共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸにわたって配置されている。共通電極ＣＥは、電圧供給部ＣＤ及び図２に示したタッチコントローラＴＣＮに接続されている。画像表示モードにおいては、電圧供給部ＣＤは、共通電極ＣＥにコモン電圧（Ｖｃｏｍ）を供給する。タッチセンシングモードにおいては、タッチコントローラＴＣＮは、コモン電圧とは異なるタッチ駆動電圧を共通電極ＣＥに供給する。

各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＥ、液晶層ＬＣ等を備えている。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成され、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。走査線Ｇは、第１方向Ｘに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。信号線Ｓは、第２方向Ｙに並んだ画素ＰＸの各々におけるスイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。走査線Ｇには、スイッチング素子ＳＷを制御するための制御信号が供給される。信号線Ｓには、制御信号とは異なる信号として、映像信号が供給される。画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続されている。液晶層ＬＣは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に生じる電界によって駆動されている。容量ＣＳは、例えば、共通電極ＣＥと同電位の電極、及び、画素電極ＰＥと同電位の電極の間に形成される。

図４は、図１に示した表示装置ＤＳＰの一構成例を示す断面図である。図示した例は、横電界を利用する表示モードの一つであるＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ Ｆｉｅｌｄ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードが適用された例に相当する。
図４に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０、絶縁層１１乃至１６、半導体層ＳＣ、信号線Ｓ、金属配線ＭＬ、共通電極ＣＥ、画素電極ＰＥ、配向膜ＡＬ１などを備えている。絶縁基板１０は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの透明基板である。絶縁層１１は、絶縁基板１０の上に位置している。半導体層ＳＣは、絶縁層１１の上に位置し、絶縁層１２によって覆われている。半導体層ＳＣは、例えば、多結晶シリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンや酸化物半導体によって形成されていてもよい。絶縁層１２は、絶縁層１３によって覆われている。図３に示した走査線Ｇは、絶縁層１２及び１３の間に位置している。絶縁層１４は、第１部１４Ａを有している。絶縁層１５は、第３部１５Ａを有している。信号線Ｓは、絶縁層１３の上に位置し、第１部１４Ａによって覆われている。金属配線ＭＬは、第１部１４Ａの上に位置し、第３部１５Ａによって覆われている。金属配線ＭＬは、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銀（Ａｇ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、銅（Ｃｕ）、クロム（Ｃｒ）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ている。金属配線ＭＬは、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。金属配線ＭＬは、それぞれ信号線Ｓと平行に延出し、信号線Ｓの直上に位置している。

共通電極ＣＥは、第３部１５Ａの上に位置し、絶縁層１６によって覆われている。画素電極ＰＥは、絶縁層１６の上に位置し、配向膜ＡＬ１によって覆われている。画素電極ＰＥの各々は、絶縁層１６を介して、共通電極ＣＥと対向している。共通電極ＣＥ及び画素電極ＰＥは、例えば、ＩＴＯやＩＺＯなどの透明な導電材料によって形成されている。画素電極ＰＥは、線状電極であり、共通電極ＣＥは、複数の画素ＰＸにわたって共通に設けられた平板状の電極である。なお、画素電極ＰＥを平板状の電極とし、画素電極ＰＥと液晶層ＬＣとの間に線状の共通電極を設ける構造であってもよい。

絶縁層１１、絶縁層１２、絶縁層１３及び１６は、シリコン酸化物（ＳｉＯ）、シリコン窒化物（ＳｉＮ）、シリコン酸窒化物（ＳｉＯＮ）などの無機絶縁材料によって形成された無機絶縁層である。絶縁層１６は、例えば、シリコン窒化物によって形成されている。絶縁層１１、絶縁層１２、絶縁層１３及び１６は、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。絶縁層１４及び１５は、例えば、アクリル樹脂などの有機絶縁材料によって形成された有機絶縁層である。

第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板２０と、着色層ＣＦと、遮光層ＢＭと、透明層ＯＣと、配向膜ＡＬ２とを備えている。絶縁基板２０は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの透明基板である。着色層ＣＦ、遮光層ＢＭ、及び、透明層ＯＣは、絶縁基板２０と液晶層ＬＣとの間に位置している。配向膜ＡＬ２は、液晶層ＬＣに接している。配向膜ＡＬ１及びＡＬ２は、例えば、水平配向性を呈する材料によって形成されている。透明層ＯＣは、着色層ＣＦ及び遮光層ＢＭを覆っている。透明層ＯＣは、例えば、透明な有機絶縁層である。なお、図示した例では、着色層ＣＦは、第２基板ＳＵＢ２に設けられたが、第１基板ＳＵＢ１に設けられてもよい。着色層ＣＦは、赤色層ＣＦＲ、緑色層ＣＦＧ、及び、青色層ＣＦＢを含んでいる。緑色層ＣＦＧは、画素電極ＰＥと対向している。赤色層ＣＦＲ及び青色層ＣＦＢも、それぞれ図示しない他の画素電極ＰＥと対向している。

液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２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。液晶層ＬＣは、液晶分子ＬＭを備えている。液晶層ＬＣは、ポジ型（誘電率異方性が正）の液晶材料、あるいは、ネガ型（誘電率異方性が負）の液晶材料によって構成されている。

このような表示パネルＰＮＬにおいては、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されていないオフ状態において、液晶分子ＬＭは、配向膜ＡＬ１及びＡＬ２の間で所定の方向に初期配向している。このようなオフ状態では、照明装置ＩＬから表示パネルＰＮＬに向けて照射された照明光は、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２によって吸収され、暗表示となる。一方、画素電極ＰＥと共通電極ＣＥとの間に電界が形成されたオン状態においては、液晶分子ＬＭは、電界により初期配向方向とは異なる方向に配向し、その配向方向は電界によって制御される。このようなオン状態では、照明装置ＩＬからの照明光の一部は、光学素子ＯＤ１及びＯＤ２を透過し、明表示となる。

次に、図５及び図６を参照しながら、貫通孔ＴＨの周辺における信号線Ｓ及び金属配線ＭＬの配置について説明する。

図５は、図２に示す貫通孔ＴＨ周辺の信号線Ｓを拡大した平面図である。
図５に示すように、額縁領域ＦＲＡは仮領域ＲＡを含んでいる。仮領域ＲＡは貫通孔ＴＨの外側に位置している。仮領域ＲＡは、貫通孔ＴＨに隣接し閉じた環状の領域である。例えば、仮領域ＲＡは、表示パネルＰＮＬに貫通孔ＴＨを設ける際の製造誤差を考慮して設けられた領域である。このため、仮領域ＲＡには、走査線Ｇ、信号線Ｓ及び金属配線ＭＬは設けられていない。

複数の信号線Ｓは、直線部ＳＳと、迂回部ＳＢと、端部ＳＪＡと、端部ＳＪＢと、を有している。直線部ＳＳは、第２方向Ｙに沿って延出している部分である。迂回部ＳＢは、額縁領域ＦＲＡにおいて貫通孔ＴＨを避けるように迂回している部分である。図示した例では、迂回部ＳＢは平面視で貫通孔ＴＨの外周に沿って円弧状に延出している。端部ＳＪＡ及びＳＪＢは、それぞれ額縁領域ＦＲＡに位置する信号線Ｓの端部である。図示した例では、端部ＳＪＡと端部ＳＪＢは、第２方向Ｙに平行な同一直線上に位置している。

複数の信号線Ｓのうち表示領域ＤＡのみに位置する信号線Ｓは、直線部ＳＳを有している。複数の信号線Ｓのうち額縁領域ＦＲＡに延出する信号線Ｓの一部は、直線部ＳＳと迂回部ＳＢとを有している。複数の信号線Ｓのうち額縁領域ＦＲＡに延出する信号線Ｓの一部は、直線部ＳＳと端部ＳＪＡ又はＳＪＢとを有している。

図６は、図５に示す貫通孔ＴＨ周辺の金属配線ＭＬを拡大した平面図である。図６では、複数の金属配線ＭＬのうち額縁領域ＦＲＡに位置する金属配線ＭＬのみ図示している。
図６に示すように、額縁領域ＦＲＡは、領域ＭＬＡを含んでいる。領域ＭＬＡは、一点鎖線で囲まれた領域である。領域ＭＬＡは、額縁領域ＦＲＡにおいて金属配線ＭＬが設けられている領域である。領域ＭＬＡは、仮領域ＲＡの外側に隣接し閉じた環状の領域である。

複数の金属配線ＭＬは、迂回部ＭＢと、端部ＭＪＡと、端部ＭＪＢと、を有している。迂回部ＭＢは、貫通孔ＴＨを避けるように迂回している部分である。図示した例では、迂回部ＭＢは平面視で貫通孔ＴＨの外周に沿って円弧状に延出している。端部ＭＪＡと端部ＭＪＢは、第２方向Ｙに平行な同一直線上に位置している。端部ＭＪＡは、例えばコンタクトホールを介して図５に示した端部ＳＪＡと接続している。同様に、端部ＭＪＢは図５に示した端部ＳＪＢと接続している。

本実施形態のように表示領域ＤＡに囲まれた領域に貫通孔ＴＨを設ける場合、貫通孔ＴＨの周辺（額縁領域ＦＲＡ）に設けられる配線は、貫通孔ＴＨを迂回させて配置する必要がある。本実施形態では、複数の信号線Ｓの一部を異なる層に形成された金属配線ＭＬに乗り換えることができる。このため、信号線Ｓの一部を金属配線ＭＬに乗り換えずに信号線Ｓが貫通孔ＴＨを迂回する場合と比較して、貫通孔ＴＨを迂回させる信号線Ｓのうち同一層に形成される信号線Ｓの数を減少させることができ、額縁領域ＦＲＡの拡大を抑制し、表示領域ＤＡが狭くならないようにできる。

図７は、図２に示す貫通孔ＴＨ周辺の第２基板ＳＵＢ２を拡大した平面図である。
図７に示すように、第２基板ＳＵＢ２は、遮光層ＢＭＰ及び着色層ＣＦ１を備えている。

遮光層ＢＭＰは、額縁領域ＦＲＡ全域に設けられている。言い換えると、額縁領域ＦＲＡは、遮光層ＢＭＰが設けられた領域に相当する。遮光層ＢＭＰは、溝部ＧＲ１を有している。溝部ＧＲ１は、貫通孔ＴＨに沿って閉じた環状に形成されている。図８で詳述するが、溝部ＧＲ１は遮光層ＢＭＰを貫通して形成されている。
着色層ＣＦ１は、溝部ＧＲ１内に位置し、平面視で溝部ＧＲ１の全域に設けられている。図７では、着色層ＣＦ１は斜線で示している。

貫通孔ＴＨの直径Ｄ１は、約３ｍｍ～５ｍｍである。遮光層ＢＭＰは、幅Ｗ１を有している。幅Ｗ１は、一例として、平面視で貫通孔ＴＨの中心軸から表示領域ＤＡに向かう方向の長さであり、約０．７ｍｍ～１ｍｍである。

図８は、図７に示したＡ１－Ａ２線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。図８では、配向膜ＡＬ１及びＡＬ２の図示を省略している。
図８に示すように、第１基板ＳＵＢ１は、さらに、金属配線ＭＭと、透明導電層ＭＰと、信号線Ｓ１と、金属配線ＭＬ１と、を備えている。

絶縁層１４は、額縁領域ＦＲＡ及び表示領域ＤＡにわたって設けられている第１部１４Ａと、複数の突出部１４Ｅとを有している。複数の突出部１４Ｅは、第１部１４Ａと貫通孔ＴＨとの間に位置し、貫通孔ＴＨから表示領域ＤＡに向かう方向に間隔をおいて並んでいる。突出部１４Ｅは、第２基板ＳＵＢ２に向かって先細る形状に形成され、絶縁層１６に覆われている。このため、製造時に配向膜ＡＬ１を第１基板ＳＵＢ１に塗布したとしても、突出部１４Ｅの上端の直上に位置する領域には配向膜ＡＬ１は残らないため、絶縁層１６が配向膜ＡＬ１から露出する。第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とを張り合わせた際に、突出部１４Ｅの上端に位置する絶縁層１６は、シールＳＥと直接接着する。そのため、表示装置ＤＳＰは、十分な接着強度で接着可能な領域を形成することができる。

金属配線ＭＭは、絶縁層１２の上に位置し、絶縁層１３に覆われている。金属配線ＭＭは、例えば走査線Ｇと同一材料によって形成されている。図示した例では、金属配線ＭＭは、隣り合う突出部１４Ｅとの間に位置している。なお、突出部１４Ｅは、金属配線ＭＭの直上に設けられてもよい。

信号線Ｓ１は端部ＳＪＡを有している。信号線Ｓ１及び複数の迂回部ＳＢは、それぞれ絶縁層１３の上に位置し、第１部１４Ａに覆われている。信号線Ｓ１と複数の迂回部ＳＢは、それぞれ離れている。

第３部１５Ａは、額縁領域ＦＲＡ及び表示領域ＤＡにわたって設けられている。金属配線ＭＬ１は端部ＭＪＡを有している。金属配線ＭＬ１及び複数の迂回部ＭＢは、第１部１４Ａの上に位置し、第３部１５Ａに覆われている。金属配線ＭＬ１と複数の迂回部ＭＢは、それぞれ離れている。迂回部ＭＢはそれぞれ迂回部ＳＢの上方に位置している。信号線Ｓ１と金属配線ＭＬ１は、図示しないコンタクトホールを介して接続している。
第３部１５Ａは、開口部ＯＰ１５を有している。開口部ＯＰ１５は、第３方向Ｚにおいて貫通した貫通孔である。開口部ＯＰ１５は、複数の迂回部ＭＢ及び金属配線ＭＬ１のそれぞれに重ならない位置に設けられている。開口部ＯＰ１５は、額縁領域ＦＲＡのうち領域ＭＬＡを除く領域に設けられている（図６）。

透明導電層ＭＰは、額縁領域ＦＲＡに位置し、絶縁層１６の上に形成されている。透明導電層ＭＰは、例えば、画素電極ＰＥと同一材料により形成され、フローティングで配置されている。

第２基板ＳＵＢ２は、さらに、着色層ＣＦ２と、着色層ＣＦ３と、スペーサＳＰ（ＳＰ１、ＳＰ２、…）と、を備えている。

遮光層ＢＭＰは、絶縁基板２０と透明層ＯＣとの間に位置している。遮光層ＢＭＰは溝部ＧＲ１を有しているため、貫通孔ＴＨから遮光層ＢＭＰに水分が浸入し、遮光層ＢＭＰを伝わって水分が表示領域ＤＡ側に浸入することを防止できる。また、遮光層ＢＭＰを介した表示領域ＤＡへの電荷の移動を遮断できる。これにより、表示パネルＰＮＬの製造工程において、静電気が表示領域ＤＡに集中するのを抑制し、表示パネルＰＮＬが損傷するのを抑制することが可能である。

着色層ＣＦ１は溝部ＧＲ１に充填され、遮光層ＢＭＰの溝部ＧＲ１における端部を覆っている。これにより、溝部ＧＲ１からの光漏れを抑制する。着色層ＣＦ１は、一例として青色である。着色層ＣＦ２は、遮光層ＢＭＰと透明層ＯＣとの間に位置している。着色層ＣＦ３は、額縁領域ＦＲＡにおいて遮光層ＢＭＰと透明層ＯＣとの間に位置し、表示領域ＤＡにおいて絶縁基板２０と透明層ＯＣとの間に位置している。図示した例では、着色層ＣＦ３は、遮光層ＢＭＰの表示領域ＤＡ側の端部を覆っている。

スペーサＳＰは、例えば、透明層ＯＣの下面に配置され、第１基板ＳＵＢ１に向かって突出している。スペーサＳＰは、樹脂材料によって形成されている。スペーサＳＰ１は、貫通孔ＴＨの周方向に沿って位置している。スペーサＳＰ２は、着色層ＣＦ２、透明層ＯＣ、第１部１４Ａ及び第３部１５Ａのそれぞれに重なる位置に設けられている。スペーサＳＰ３は、透明層ＯＣ、第１部１４Ａ及び第３部１５Ａのそれぞれに重なる位置に設けられている。これにより、スペーサＳＰ２及びＳＰ３は、それぞれセルギャップを維持するとともに、シールＦＳＥの表示領域ＤＡへの広がりを抑制している。

シールＦＳＥは、額縁領域ＦＲＡに位置し、スペーサＳＰ３と貫通孔ＴＨとの間に延出している。液晶層ＬＣは、額縁領域ＦＲＡにおいてシールＦＳＥに接している。

本実施形態によれば、絶縁層１５の第３部１５Ａは金属配線ＭＬに重ならない位置に開口部ＯＰ１５を有している。これにより、ディスペンサーによって塗布されるシール材料の量にバラツキが生じたとしても、過剰なシール材量は開口部ＯＰ１５によって吸収されるため、シールＦＳＥの表示領域ＤＡへの広がりを抑制することができる。

本実施形態において、溝部ＧＲ１は第１溝部に相当し、絶縁層１４は第１有機絶縁層に相当し、絶縁層１５は第２有機絶縁層に相当し、金属配線ＭＬは第１金属配線に相当する。

次に、上記表示装置ＤＳＰの製造方法について説明する。
図９は、上記表示装置ＤＳＰの製造方法を説明するための図であり、上記貫通孔ＴＨを設ける前の表示パネルＰＮＬの額縁領域ＦＲＡを示す平面図である。
図９に示すように、表示パネルＰＮＬの製造が開始されると、図７に示した貫通孔ＴＨに相当する第１領域１Ａを有した表示パネルＰＮＬを用意する。第１領域１Ａは、平面視で、表示領域ＤＡの内側に位置している。額縁領域ＦＲＡは、表示領域ＤＡと第１領域１Ａとの間に位置し、第１領域１Ａを囲む額縁状である。第１領域１Ａは、孔加工領域や貫通孔形成予定領域と言い換えてもよい。

遮光層ＢＭＰは、平面視で第１領域１Ａの全域にも設けられている。遮光層ＢＭＰは、額縁領域ＦＲＡに位置する溝部ＧＲ１と、第１領域１Ａに位置する溝部ＧＲ２と、を有している。溝部ＧＲ１は、第１領域１Ａに沿って閉じた環状に形成されている。溝部ＧＲ２は、溝部ＧＲ１に沿って環状に形成され、溝部ＧＲ１から離れている。着色層ＣＦ１は、溝部ＧＲ１内に位置し、平面視で溝部ＧＲ１の全域に設けられている。
スペーサＳＰ１は、額縁領域ＦＲＡと第１領域１Ａとの境界に位置し、環状に形成されている。図示した例では、スペーサＳＰ１は溝部ＧＲ１と溝部ＧＲ２との間に位置している。

複数の金属配線ＭＭは、平面視で溝部ＧＲ２の法線方向に等間隔に並び、それぞれ溝部ＧＲ２を囲むように環状に配置されている。金属配線ＭＭは、溝部ＧＲ１と溝部ＧＲ２との間に位置している。

図１０は、図９に示した表示パネルＰＮＬの断面図である。
図１０に示すように、表示パネルＰＮＬは、額縁領域ＦＲＡにおいて図８で示した額縁領域ＦＲＡと同様の構造を有している。第３部１５Ａは、額縁領域ＦＲＡにおいて、複数の迂回部ＭＢ及び金属配線ＭＬ１のそれぞれに重ならない位置に開口部ＯＰ１５を有している。液晶層ＬＣは、額縁領域ＦＲＡにおいて、シールＦＳＥに接している。なお、液晶層ＬＣは、第１領域１Ａには設けられていない。

絶縁層１４は、第２部１４Ｂを有している。第２部１４Ｂは、第１領域１Ａに位置し、絶縁層１２の上に位置している。第２部１４Ｂは、平面視で溝部ＧＲ２より内側に位置している。第２部１４Ｂは、突出部１４Ｅから離れている。
絶縁層１５は、第４部１５Ｂを有している。第４部１５Ｂは、第２部１４Ｂの上に位置し絶縁層１６によって覆われている。

第２基板ＳＵＢ２は、さらに第１領域１Ａにおいて、複数のスペーサＳＰ４と、着色層ＣＦ４と、を備えている。遮光層ＢＭＰの溝部ＧＲ２は、遮光層ＢＭＰを貫通して形成されている。図示した例では、溝部ＧＲ２には透明層ＯＣが充填されている。透明層ＯＣは、溝部ＧＲ２内において、絶縁基板２０に接している。

着色層ＣＦ４は、遮光層ＢＭＰと透明層ＯＣとの間に位置している。なお、着色層ＣＦ４はなくてもよい。複数のスペーサＳＰ４は、遮光層ＢＭＰと第４部１５Ｂとの間に位置し、セルギャップを維持している。図示した例では、スペーサＳＰ４は第１基板ＳＵＢ１から離れているが、スペーサＳＰ４は第１基板ＳＵＢ１に接していてもよい。
スペーサＳＰ１は、複数の突出部１４Ｅに重なっている。これにより、シールＦＳＥの表示領域ＤＡへの広がりを抑制している。シールＦＳＥは第１領域１Ａにも延出している。

図１１は、図９及び図１０に続く上記表示装置ＤＳＰの製造方法を説明するための図であり、孔あけ機ＧＲＤを用いて表示パネルＰＮＬに貫通孔ＴＨを設けている状態を示す断面図である。
図１１に示すように、孔あけ機ＧＲＤは、孔あけ部ＤＲと、孔拡張部ＢＰと、を有している。孔あけ部ＤＲ及び孔拡張部ＢＰは、それぞれ砥石で形成されている。孔あけ部ＤＲの端部は半球状に形成されている。孔拡張部ＢＰは実質的に円柱状であり、円柱の側面が円柱の中心に向かって窪んだ形状をしている。

表示パネルＰＮＬは、貫通孔ＴＨによって露出した加工面ＩＰＦを有している。加工面ＩＰＦは、孔拡張部ＢＰの形状に沿ってできる面である。図示した例では、加工面ＩＰＦは、Ｃの字型又は逆Ｃの字型形状に形成されている。このため、表示装置ＤＳＰの搬送時やハンドリング時の衝撃によるシールＦＳＥの破損を抑制することができる。

図１２は、図１１の製造方法を詳しく説明するための図であり、表示パネルＰＮＬに貫通孔ＴＨを設ける製造方法を示す断面図である。
図１２（Ａ）に示すように、図１１で示した孔あけ部ＤＲによって、平面視で溝部ＧＲ２の内側に起点となる貫通孔ＯＰＡを設ける。貫通孔ＯＰＡを設けた後、図１１で示した孔拡張部ＢＰによって、図１２（Ｂ）で示すように貫通孔ＯＰＡを拡張していく。拡張された貫通孔ＯＰＡの外周は、溝部ＧＲ２に位置している。さらに貫通孔ＯＰＡを拡張していき、図１２（Ｃ）で示すように、貫通孔ＴＨを形成する。貫通孔ＴＨは、平面視で溝部ＧＲ２の内側に位置している。

本実施形態によれば、遮光層ＢＭＰは、額縁領域ＦＲＡに位置する溝部ＧＲ１と、第１領域１Ａに位置する溝部ＧＲ２と、を有している。表示パネルＰＮＬを第２基板ＳＵＢ２から第１基板ＳＵＢ１に向かって平面視すると、例えば黒色の遮光層ＢＭＰの中に、溝部ＧＲ１は青色の環として、溝部ＧＲ２は白色の環として視認することができる。これにより、表示パネルＰＮＬに貫通孔ＴＨを設ける製造工程後に、溝部ＧＲ２が残っていたら貫通孔ＴＨのサイズが小さい、溝部ＧＲ１が残っていなかったら貫通孔ＴＨのサイズが大きい、というように貫通孔ＴＨの寸法の目視確認を容易にすることができ、生産性を向上することができる。さらに、複数の金属配線ＭＭが、溝部ＧＲ１と溝部ＧＲ２との間に等間隔に並んでいる。表示パネルＰＮＬを第１基板ＳＵＢ１から第２基板ＳＵＢ２に向かって平面視すると、複数の金属配線ＭＭを溝部ＧＲ１と溝部ＧＲ２との間の目盛として視認することができる。これにより、第１基板ＳＵＢ１側から表示パネルＰＮＬを目視しても、貫通孔ＴＨの寸法の目視確認をすることができる。

また、第２基板ＳＵＢ２は、第１領域１Ａにおいて、第４部１５Ｂと遮光層ＢＭＰとの間に位置する複数のスペーサＳＰ４を備えている。これにより、表示パネルＰＮＬの第１領域１Ａにおけるセルギャップが維持される。

本実施形態において、溝部ＧＲ２は第２溝部に相当し、絶縁層１２は第１無機絶縁層に相当し、絶縁層１３は第２無機絶縁層に相当し、金属配線ＭＭは第２金属配線に相当する。

以上説明したように、本実施形態によれば、製造歩留まりの改善が可能な表示装置を提供することができる。

なお、本発明の実施形態を説明したが、この実施形態は、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。

１００…電子機器 ＤＳＰ…表示装置 ＳＵＢ１…第１基板 ＳＵＢ２…第２基板
ＦＡ…対向領域 ＤＡ…表示領域 ＦＲＡ…額縁領域 ＴＨ…貫通孔
ＢＭＰ…遮光層 ＣＦ…着色層 ＦＳＥ…シール ＬＣ…液晶層
ＰＡ…受光素子 １Ａ…孔加工領域

Claims (9)

1. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板及び前記第２基板を貫通した貫通孔と、
   前記第１基板と前記第２基板とが対向する対向領域と、を備え、
   前記対向領域は、平面視で前記貫通孔の外側に位置し画像を表示する表示領域と、前記貫通孔と前記表示領域との間に位置し前記貫通孔を囲む額縁状の額縁領域と、を含み、
   前記第２基板は、前記額縁領域に位置する遮光層及び着色層を備え、
   前記遮光層は、前記貫通孔に沿って閉じた環状に形成され前記第１基板から前記第２基板に向かって貫通した第１溝部を有し、
   前記着色層は、前記第１溝部内に位置し、平面視で前記第１溝部の全域に設けられている表示装置。
2. さらに、前記額縁領域において前記貫通孔に沿って閉じた環状に形成され、前記第１基板と前記第２基板とを接合するシールと、
   前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記表示領域に設けられている液晶層と、を備え、
   前記液晶層は、前記シールに接している請求項１に記載の表示装置。
3. 前記第１基板は、
   前記額縁領域に第１部を有する第１有機絶縁層と、
   前記第１部の上方に形成された第１金属配線と、
   前記第１部及び前記第１金属配線の上方に形成され、前記額縁領域において前記第１金属配線に重ならない位置に開口部を有している第２有機絶縁層と、を備えている請求項２に記載の表示装置。
4. さらに、前記貫通孔内に位置する受光素子を備えている請求項２に記載の表示装置。
5. 第１基板と、
   第２基板と、
   前記第１基板と前記第２基板とが対向する対向領域と、を備え、
   前記対向領域は、画像を表示する表示領域と、平面視で前記表示領域の内側に位置する孔加工領域と、前記表示領域と前記孔加工領域との間に位置し前記孔加工領域を囲む額縁状の額縁領域と、を含み、
   前記第２基板は、
   前記額縁領域に位置する第１溝部と、前記孔加工領域に位置し前記第１溝部から離れた第２溝部と、を有する遮光層と、
   着色層と、を備え、
   前記第１溝部は、前記孔加工領域に沿って閉じた環状に形成され、
   前記第２溝部は、前記第１溝部に沿って環状に形成され、
   前記着色層は、前記第１溝部内に位置し、平面視で前記第１溝部の全域に設けられている表示パネル。
6. 前記第１基板は、第１無機絶縁層と、前記第１無機絶縁層の上方に形成された複数の第２金属配線と、前記複数の第２金属配線それぞれを覆い前記第１無機絶縁層に接している第２無機絶縁層と、を備え、
   前記複数の第２金属配線は、平面視で、前記第１溝部と前記第２溝部との間に位置し、環状に配置されている請求項５に記載の表示パネル。
7. さらに、前記額縁領域において前記孔加工領域に沿って閉じた環状に形成され、前記第１基板と前記第２基板とを接合するシールと、
   前記第１基板と前記第２基板との間に位置し、前記額縁領域及び前記表示領域に設けられている液晶層と、を備え、
   前記液晶層は、前記額縁領域において、前記シールに接している請求項５に記載の表示パネル。
8. 前記第１基板は、
   前記額縁領域及び前記表示領域に位置する第１部と、前記孔加工領域に位置し前記第１部から離れた第２部と、を有する第１有機絶縁層と、
   前記額縁領域において、前記第１部の上方に形成された第１金属配線と、
   前記第１部及び前記第１金属配線の上方に形成された第３部と、前記第２部の上方に形成された第４部と、を有する第２有機絶縁層と、を備え、
   前記第３部は、前記額縁領域において、前記第１金属配線に重ならない位置に開口部を有している請求項７に記載の表示パネル。
9. 前記第２基板は、前記孔加工領域において、前記第４部と前記遮光層との間に位置する複数のスペーサを備えている請求項８に記載の表示パネル。

Images