特許 7472323 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-04-12

(45)【発行日】2024-04-22

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1368 20060101AFI20240415BHJP

   G02F 1/1333 20060101ALI20240415BHJP

   G02F 1/1339 20060101ALI20240415BHJP

   G02F 1/1334 20060101ALI20240415BHJP

   G02F 1/13357 20060101ALI20240415BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1368

G02F1/1333 505

G02F1/1339 500

G02F1/1334

G02F1/13357

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022575098

(86)(22)【出願日】2021-11-17

(86)【国際出願番号】 JP2021042295

(87)【国際公開番号】W WO2022153665

(87)【国際公開日】2022-07-21

【審査請求日】2023-04-18

(31)【優先権主張番号】P 2021002856

(32)【優先日】2021-01-12

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】村本 龍法

(72)【発明者】

【氏名】河合 謙太朗

(72)【発明者】

【氏名】大植 善英

(72)【発明者】

【氏名】花田 明紘

【審査官】井亀 諭

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１９１１８３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０２１９９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６４３６８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０７２８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２００６／０４０８７７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３２５５９２（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０２０－１６０２５４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０７２７７０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－１６０３９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０２Ｆ １／１３６８

Ｇ０２Ｆ １／１３３３

Ｇ０２Ｆ １／１３３９

Ｇ０２Ｆ １／１３３４

Ｇ０２Ｆ １／１３３５７

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

第１透明基板と、酸化物半導体を備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆う有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜の上面まで貫通した第１開口を有する透明電極と、前記第１開口において前記上面まで貫通した第２開口を有する無機絶縁膜と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第１基板と、
第２透明基板を備え、前記第１基板に対向する第２基板と、
前記第１透明基板と前記第２透明基板との間に配置されたスペーサと、
前記第２開口において前記スペーサに重畳する島状の台座と、を備え、
前記スペーサは、前記第２開口において前記スイッチング素子に重畳し、
前記台座は、前記上面に接し、前記無機絶縁膜から離間している、表示装置。

【請求項2】

前記スイッチング素子は、ゲート電極を備え、
前記透明電極は、前記ゲート電極に重畳している、請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記スイッチング素子は、ゲート電極を備え、
前記スペーサは、前記ゲート電極に重畳している、請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記台座は、透明な導電材料によって形成された薄膜、及び、透明な絶縁材料によって形成された薄膜の少なくとも一方を有している、請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

前記有機絶縁膜は、前記第２開口において凹部を有している、請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

前記第１基板は、さらに、前記画素電極を覆う配向膜を備え、
前記配向膜は、前記第２開口において前記上面に接している、請求項１に記載の表示装置。

【請求項7】

さらに、
前記第１基板と前記第２基板との間に配置され、高分子分散型液晶を含む液晶層と、
前記第２透明基板の側面に沿って配置された発光モジュールと、を備えている、請求項１に記載の表示装置。

【請求項8】

前記第１基板は、さらに、前記スイッチング素子と電気的に接続される走査線及び信号線を備え、
前記有機絶縁膜は、前記走査線、前記信号線、及び、前記スイッチング素子に重畳し、格子状に形成されている、請求項７に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、入射光を散乱する散乱状態と入射光を透過する透明状態とを切り替え可能な高分子分散型液晶を用いた装置が種々提案されている。一例では、第１透光性基板と、第２透光性基板と、第１透光性基板と第２透光性基板との間に封入される高分子分散型液晶を有する液晶層と、第１透光性基板及び第２透光性基板の少なくとも１つの側面に対向して配置される少なくとも１つの発光部とを備える表示装置が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１８－０２１９７４号公報

【文献】特開２０２０－０９１４００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

実施形態の目的は、信頼性の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0005】

一実施形態によれば、
表示装置は、第１透明基板と、酸化物半導体を備えたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆う有機絶縁膜と、前記有機絶縁膜の上面まで貫通した第１開口を有する透明電極と、前記第１開口において前記上面まで貫通した第２開口を有する無機絶縁膜と、前記スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、を備えた第１基板と、第２透明基板を備え、前記第１基板に対向する第２基板と、を備える。

【発明の効果】

【0006】

実施形態によれば、信頼性の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、実施形態の表示装置ＤＳＰの一例を示す平面図である。

【図2】図２は、発光モジュール１００の近傍の領域を示す平面図である。

【図3】図３は、画素ＰＸの一例を示す平面図である。

【図4】図４は、図３に示した画素ＰＸに配置される画素電極ＰＥの一例を示す平面図である。

【図5】図５は、図４に示したスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の一例を示す平面図である。

【図6】図６は、図５に示したＡ－Ｂ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の一例を示す断面図である。

【図7】図７は、図５に示したＣ－Ｄ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の一例を示す断面図である。

【図8】図８は、図５に示したＥ－Ｆ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの一例を示す断面図である。

【図9】図９は、図４に示したスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の他の例を示す平面図である。

【図10】図１０は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パ ネルＰＮＬの一例を示す断面図である。

【図11】図１１は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。

【図12】図１２は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。

【図13】図１３は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。

【図14】図１４は、表示装置ＤＳＰの断面図である。

【図15】図１５は、図５に示したＥ－Ｆ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

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。

【0009】

本実施形態においては、表示装置の一例として、液晶表示装置について説明する。なお、本実施形態にて開示する主要な構成は、電気泳動表示装置や、有機エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）素子、マイクロＬＥＤ、ミニＬＥＤなどの自発光型の発光素子を備えた表示装置に限らず、静電容量式センサーや光学式センサーなどの各種電子機器にも適用可能である。

【0010】

図１は、本実施形態の表示装置ＤＳＰの一例を示す平面図である。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。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し、第３方向Ｚは、表示装置ＤＳＰの厚さ方向に相当する。本実施形態においては、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙで規定されるＸ－Ｙ平面を見ることを平面視という。

【0011】

表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、配線基板１と、ＩＣチップ２と、発光モジュール１００と、を備えている。

【0012】

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と、第２基板ＳＵＢ２と、高分子分散型液晶を含む液晶層ＬＣと、シールＳＥと、を備えている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、Ｘ－Ｙ平面に沿った平板状に形成されている。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２は、平面視において重畳している。第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２が重畳する領域は、画像を表示する表示領域ＤＡを含んでいる。

【0013】

第１基板ＳＵＢ１は第１透明基板１０を備え、第２基板ＳＵＢ２は第２透明基板２０を備えている。第１透明基板１０は、第１方向Ｘに沿った側面１０１及び１０２と、第２方向Ｙに沿った側面１０３及び１０４と、を有している。第２透明基板２０は、第１方向Ｘに沿った側面２０１及び２０２と、第２方向Ｙに沿った側面２０３及び２０４と、を有している。

【0014】

図１に示す例では、平面視において、側面１０２及び２０２、側面１０３及び２０３、及び、側面１０４及び２０４は、それぞれ重畳しているが、必ずしも重畳していなくてもよい。側面２０１は、側面１０１に重畳せず、側面１０１と表示領域ＤＡとの間に位置している。第１基板ＳＵＢ１は、側面１０１と側面２０１との間に延出部Ｅｘを有している。つまり、延出部Ｅｘは、第１基板ＳＵＢ１のうち、第２基板ＳＵＢ２と重畳する部分から第２方向Ｙに延出した部分に相当し、第２基板ＳＵＢ２には重畳していない。

【0015】

また、図１に示す例では、表示パネルＰＮＬは、第１方向Ｘに延びた長方形状に形成されている。つまり、側面１０１及び１０２、及び、側面２０１及び２０２は、表示パネルＰＮＬの長辺に沿った側面であり、側面１０３及び１０４、及び、側面２０３及び２０４は、表示パネルＰＮＬの短辺に沿った側面である。なお、表示パネルＰＮＬは、第２方向Ｙに延びた長方形状に形成されてもよいし、正方形状に形成されてもよいし、他の多角形状、あるいは、円形状、楕円形状などの他の形状に形成されてもよい。

【0016】

配線基板１及びＩＣチップ２は、延出部Ｅｘに実装されている。配線基板１は、例えば折り曲げ可能なフレキシブルプリント回路基板である。ＩＣチップ２は、例えば、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などを内蔵している。なお、ＩＣチップ２は、配線基板１に実装されてもよい。図１に示す例では、表示パネルＰＮＬに対して、第１方向Ｘに並んだ複数の配線基板１が実装されているが、第１方向Ｘに延びた単一の配線基板１が実装されてもよい。また、表示パネルＰＮＬに対して、第１方向Ｘに並んだ複数のＩＣチップ２が実装されているが、第１方向Ｘに延びた単一のＩＣチップ２が実装されてもよい。

【0017】

発光モジュール１００の詳細については後述するが、発光モジュール１００は、平面視において、延出部Ｅｘに重畳し、第２透明基板２０の側面２０１に沿って配置されている。

【0018】

シールＳＥは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を接着している。また、シールＳＥは、矩形枠状に形成され、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間において液晶層ＬＣを囲んでいる。

【0019】

液晶層ＬＣは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に保持されている。このような液晶層ＬＣは、平面視において、シールＳＥで囲まれた領域（表示領域ＤＡを含む）に亘って配置されている。

【0020】

図１において拡大して模式的に示すように、液晶層ＬＣは、ポリマー３１と、液晶分子３２と、を含んでいる。一例では、ポリマー３１は、液晶性ポリマーである。ポリマー３１は、第１方向Ｘに沿って延出した筋状に形成され、第２方向Ｙに並んでいる。液晶分子３２は、ポリマー３１の隙間に分散され、その長軸が第１方向Ｘに沿うように配向される。ポリマー３１及び液晶分子３２の各々は、光学異方性あるいは屈折率異方性を有している。ポリマー３１の電界に対する応答性は、液晶分子３２の電界に対する応答性より低い。

【0021】

一例では、ポリマー３１の配向方向は、電界の有無にかかわらずほとんど変化しない。一方、液晶分子３２の配向方向は、液晶層ＬＣにしきい値以上の高い電圧が印加された状態では、電界に応じて変化する。液晶層ＬＣに電圧が印加されていない状態（初期配向状態）では、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの光軸は互いにほぼ平行であり、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣをほとんど透過する（透明状態）。液晶層ＬＣに電圧が印加された状態では、液晶分子３２の配向方向が変化し、ポリマー３１及び液晶分子３２のそれぞれの光軸は互いに交差する。このため、液晶層ＬＣに入射した光は、液晶層ＬＣ内で散乱される（散乱状態）。

【0022】

図２は、発光モジュール１００の近傍の領域を示す平面図である。発光モジュール１００は、複数の発光素子１１０と、導光体１２０と、を備えている。複数の発光素子１１０は、第１方向Ｘに沿って並んでいる。導光体１２０は、第１方向Ｘの延びた棒状に形成されている。導光体１２０は、シールＳＥと発光素子１１０との間に位置している。

【0023】

表示領域ＤＡは、第１方向Ｘ及び第２方向Ｙにマトリクス状に配列された複数の画素ＰＸを備えている。これらの画素ＰＸは、図中に点線で示している。また、画素ＰＸの各々は、図中に実線の四角で示す画素電極ＰＥを備えている。

【0024】

図２において拡大して示すように、各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ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。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。

【0025】

共通電極ＣＥ及び給電線ＣＬは、表示領域ＤＡ及びその周辺領域に亘って配置されている。共通電極ＣＥには、所定の電圧Ｖｃｏｍが印加される。給電線ＣＬには、例えば共通電極ＣＥと同電位の電圧が印加される。

【0026】

画素電極ＰＥの各々は、第３方向Ｚにおいて共通電極ＣＥと対向している。表示領域ＤＡにおいては、液晶層ＬＣ（特に、液晶分子３２）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る。容量ＣＳは、例えば、給電線ＣＬと画素電極ＰＥとの間に形成される。

【0027】

後に説明するが、走査線Ｇ、信号線Ｓ、給電線ＣＬ、スイッチング素子ＳＷ、及び、画素電極ＰＥは、第１基板ＳＵＢ１に設けられ、共通電極ＣＥは、第２基板ＳＵＢ２に設けられている。

【0028】

図３は、画素ＰＸの一例を示す平面図である。ここでは、第１基板ＳＵＢ１に含まれる一部の構成のみを図示している。
第１基板ＳＵＢ１は、複数の走査線Ｇと、複数の信号線Ｓと、スイッチング素子ＳＷと、給電線ＣＬと、金属線ＭＬと、絶縁膜ＩＬと、接続電極ＣＮ１と、を備えている。

【0029】

上記の通り、複数の走査線Ｇは、それぞれ第１方向Ｘに延出している。複数の信号線Ｓは、それぞれ第２方向Ｙに延出し、複数の走査線Ｇと交差している。本明細書において、画素ＰＸとは、隣接する２本の走査線Ｇと、隣接する２本の信号線Ｓとで規定された領域に相当する。スイッチング素子ＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓの交差部に配置されている。

【0030】

絶縁膜ＩＬは、各画素ＰＸにおいて、開口部ＯＰを規定する格子状に形成されている。絶縁膜ＩＬは、例えば有機絶縁膜である。絶縁膜ＩＬは、走査線Ｇ、信号線Ｓ、及び、スイッチング素子ＳＷにそれぞれ重畳している。ただし、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＤＥは、開口部ＯＰに延出している。接続電極ＣＮ１は、島状に形成され、開口部ＯＰに位置し、ドレイン電極ＤＥの一端部と電気的に接続されている。

【0031】

給電線ＣＬは、絶縁膜ＩＬの上に配置され、画素ＰＸを囲む格子状に形成されている。給電線ＣＬの平面形状は、絶縁膜ＩＬの平面形状とほぼ同等である。給電線ＣＬは、接続電極ＣＮ１から離間している。給電線ＣＬの開口部ＯＰＣは、絶縁膜ＩＬの開口部ＯＰに重畳している。

【0032】

金属線ＭＬは、給電線ＣＬの上に配置され、画素ＰＸを囲む格子状に形成されている。金属線ＭＬは、給電線ＣＬより小さい幅を有するように形成されており、平面視においては、給電線ＣＬからはみ出さない。これらの給電線ＣＬ及び金属線ＭＬは、走査線Ｇ、信号線Ｓ、及び、スイッチング素子ＳＷにそれぞれ重畳している。

【0033】

図４は、図３に示した画素ＰＸに配置される画素電極ＰＥの一例を示す平面図である。一点鎖線で示す画素電極ＰＥは、給電線ＣＬの開口部ＯＰＣに重畳している。また、画素電極ＰＥの周縁部は、給電線ＣＬに重畳している。画素電極ＰＥと給電線ＣＬとの間には絶縁膜が介在しており、図２に示した容量ＣＳは、画素電極ＰＥの周縁部と給電線ＣＬとの間に形成される。

【0034】

接続電極ＣＮ１は、開口部ＯＰＣに位置している。画素電極ＰＥは、開口部ＯＰＣにおいて、接続電極ＣＮ１に重畳している。画素電極ＰＥと接続電極ＣＮ１との間に介在する絶縁膜にはコンタクトホールＣＨ１が形成されている。画素電極ＰＥは、コンタクトホールＣＨ１において、接続電極ＣＮ１に接している。これにより、画素電極ＰＥは、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続される。

【0035】

なお、図４には、第２基板ＳＵＢ２に設けられる遮光層ＢＭを点線で図示している。遮光層ＢＭは、格子状に形成され、平面視において、給電線ＣＬ、スイッチング素子ＳＷ、接続電極ＣＮ１の一部などに重畳している。もちろん、遮光層ＢＭは、図３に示した走査線Ｇ、信号線Ｓ、及び、金属線ＭＬにも重畳している。また、遮光層ＢＭは、平面視において、画素電極ＰＥに重畳する開口ＡＰを有している。

【0036】

図５は、図４に示したスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の一例を示す平面図である。スイッチング素子ＳＷは、半導体ＳＣと、走査線Ｇと一体のゲート電極（あるいは第１ゲート電極）ＧＥと、信号線Ｓと一体のソース電極ＳＯと、ドレイン電極ＤＥと、補助ゲート電極（あるいは第２ゲート電極）ＡＧと、を備えている。

【0037】

半導体ＳＣは、酸化物半導体である。なお、半導体ＳＣは、多結晶シリコンや非晶質シリコンなどのシリコン系半導体であってもよい。図５に示す例では、３個の半導体ＳＣは、ゲート電極ＧＥに重畳し、間隔をおいて第２方向Ｙに沿って並んでいる。補助ゲート電極ＡＧは、ゲート電極ＧＥ及び半導体ＳＣに重畳している。半導体ＳＣは、ゲート電極ＧＥと補助ゲート電極ＡＧとの間に位置している。補助ゲート電極ＡＧは、さらに、走査線Ｇに重畳している。走査線Ｇと補助ゲート電極ＡＧとの間には、接続電極ＣＮ２が介在している。

【0038】

走査線Ｇと接続電極ＣＮ２との間に介在する絶縁膜にはコンタクトホールＣＨ２１が形成されている。接続電極ＣＮ２は、コンタクトホールＣＨ２１において、走査線Ｇに接している。接続電極ＣＮ２と補助ゲート電極ＡＧの間に介在する絶縁膜にはコンタクトホールＣＨ２２が形成されている。補助ゲート電極ＡＧは、コンタクトホールＣＨ２２において、接続電極ＣＮ２に接している。これにより、補助ゲート電極ＡＧは、ゲート電極ＧＥと同様に、走査線Ｇと電気的に接続される。つまり、ゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧは、走査線Ｇと同電位である。

【0039】

ソース電極ＳＯ及びドレイン電極ＤＥは、それぞれ第２方向Ｙに沿って延出し、間隔をおいて第１方向Ｘに沿って並んでいる。ソース電極ＳＯは、半導体ＳＣの各々の一端側に接している。ドレイン電極ＤＥは、半導体ＳＣの各々の他端側に接している。

【0040】

ドレイン電極ＤＥの一端部は、接続電極ＣＮ３に重畳している。ドレイン電極ＤＥと接続電極ＣＮ３との間に介在する絶縁膜にはコンタクトホールＣＨ３が形成されている。ドレイン電極ＤＥは、コンタクトホールＣＨ３において、接続電極ＣＮ３に接している。一点鎖線で示す接続電極ＣＮ１は、接続電極ＣＮ３に接している。これにより、接続電極ＣＮ１は、スイッチング素子ＳＷと電気的に接続され、コンタクトホールＣＨ１において、図４に示した画素電極ＰＥと電気的に接続される。

【0041】

一点鎖線で示す給電線ＣＬは、スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧに重畳している。給電線ＣＬは、第１開口（貫通孔）ＡＰ１１を有している。また、給電線ＣＬの上に配置される絶縁膜は、第２開口（貫通孔）ＡＰ１２を有している。図５に示す例では、第１開口ＡＰ１１を規定するエッジＥ１１、及び、第２開口ＡＰ１２を規定するエッジＥ１２は、いずれも四角形に形成されている。また、エッジＥ１２は、エッジＥ１１と交差することなく、エッジＥ１１の内側に位置している。なお、エッジＥ１１及びエッジＥ１２は、図示した例に限らず、他の多角形や、円形、楕円形などの形状に形成されてもよい。また、エッジＥ１１及びエッジＥ１２は互いに交差してもよいし、エッジＥ１１がエッジＥ１２の内側に位置していてもよい。

【0042】

二点鎖線で示す金属線ＭＬは、給電線ＣＬに重畳し、スイッチング素子ＳＷの一部にも重畳している。スペーサＳＰは、スイッチング素子ＳＷ、給電線ＣＬ、及び、金属線ＭＬに重畳している。金属線ＭＬ及びスペーサＳＰは、第１開口ＡＰ１１及び第２開口ＡＰ１２には重畳していない。

【0043】

図６は、図５に示したＡ－Ｂ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の一例を示す断面図である。第１基板ＳＵＢ１は、第１透明基板１０と、絶縁膜１１乃至１３と、絶縁膜ＩＬと、スイッチング素子ＳＷと、給電線ＣＬと、金属線ＭＬと、画素電極ＰＥと、配向膜ＡＬ１と、を備えている。

【0044】

走査線Ｇと一体のゲート電極ＧＥは、第１透明基板１０の上に配置されている。絶縁膜１１は、第１透明基板１０及びゲート電極ＧＥを覆っている。半導体ＳＣは、絶縁膜１１の上に配置され、ゲート電極ＧＥの直上に位置している。信号線Ｓと一体のソース電極ＳＯ、及び、ドレイン電極ＤＥは、絶縁膜１１の上に配置され、それぞれ半導体ＳＣに接している。これらのソース電極ＳＯ及びドレイン電極ＤＥは、同一の金属材料によって形成されている。絶縁膜１２は、絶縁膜１１、ソース電極ＳＯ、及び、ドレイン電極ＤＥを覆っている。また、絶縁膜１２は、ソース電極ＳＯとドレイン電極ＤＥとの間において、半導体ＳＣに接している。

【0045】

補助ゲート電極ＡＧは、絶縁膜１２の上に配置され、ゲート電極ＧＥ及び半導体ＳＣの直上に位置している。接続電極ＣＮ３は、絶縁膜１２の上に配置され、絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールＣＨ３において、ドレイン電極ＤＥに接している。補助ゲート電極ＡＧ及び接続電極ＣＮ３は、同一の金属材料によって形成されている。絶縁膜ＩＬは、補助ゲート電極ＡＧを覆っている。一方、接続電極ＣＮ３は、開口部ＯＰに位置しており、絶縁膜ＩＬから露出している。

【0046】

給電線ＣＬは、絶縁膜ＩＬの上に配置されている。接続電極ＣＮ１は、給電線ＣＬから離間し、絶縁膜ＩＬの開口部ＯＰ、あるいは、給電線ＣＬの開口部ＯＰＣにおいて絶縁膜１２の上に配置されている。つまり、これらの給電線ＣＬ及び接続電極ＣＮ１は、実質的に同一層に位置しており、同一材料を用いて一括して形成されるものである。接続電極ＣＮ１は、接続電極ＣＮ３の上に配置され、接続電極ＣＮ３に接している。

【0047】

金属線ＭＬは、給電線ＣＬの上に配置され、給電線ＣＬに接している。絶縁膜１３は、給電線ＣＬ、金属線ＭＬ、及び、接続電極ＣＮ１を覆っている。また、絶縁膜１３は、給電線ＣＬと接続電極ＣＮ１との間において、絶縁膜１２に接している。

【0048】

画素電極ＰＥは、絶縁膜１３の上に配置され、絶縁膜１３に形成されたコンタクトホールＣＨ１において、接続電極ＣＮ１に接している。画素電極ＰＥの周縁部は、絶縁膜１３を介して、給電線ＣＬ及び金属線ＭＬと対向している。配向膜ＡＬ１は、画素電極ＰＥ及び絶縁膜１３を覆っている。

【0049】

絶縁膜１１乃至１３は、例えば、シリコン酸化物、シリコン窒化物、シリコン酸窒化物などの透明な無機絶縁膜である。絶縁膜ＩＬは、例えば、アクリル樹脂などの透明な有機絶縁膜である。給電線ＣＬ、接続電極ＣＮ１、及び、画素電極ＰＥは、インジウム錫酸化物（ＩＴＯ）やインジウム亜鉛酸化物（ＩＺＯ）などの透明導電材料によって形成された透明電極である。

【0050】

図７は、図５に示したＣ－Ｄ線に沿った第１基板ＳＵＢ１の一例を示す断面図である。接続電極ＣＮ２は、絶縁膜１１の上に配置され、絶縁膜１１に形成されたコンタクトホールＣＨ２１において、走査線Ｇに接している。接続電極ＣＮ２は、ソース電極ＳＯ及びドレイン電極ＤＥと同一の金属材料によって形成されている。絶縁膜１２は、絶縁膜１１、接続電極ＣＮ２、ソース電極ＳＯ、及び、ドレイン電極ＤＥを覆っている。補助ゲート電極ＡＧは、絶縁膜１２の上に配置され、絶縁膜１２に形成されたコンタクトホールＣＨ２２において、接続電極ＣＮ２に接している。

【0051】

図８は、図５に示したＥ－Ｆ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの一例を示す断面図である。上記の通り、スイッチング素子ＳＷは、有機絶縁膜である絶縁膜ＩＬによって覆われている。透明電極である給電線ＣＬは、絶縁膜ＩＬの上面ＩＬＴに接している。給電線ＣＬの第１開口ＡＰ１１は、上面ＩＬＴまで貫通している。無機絶縁膜である絶縁膜１３は、給電線ＣＬに接し、しかも、第１開口ＡＰ１１において、上面ＩＬＴに接している。絶縁膜１３の第２開口ＡＰ１２は、第１開口ＡＰ１１において、上面ＩＬＴまで貫通している。つまり、第２開口ＡＰ１２においては、上面ＩＬＴは、給電線ＣＬ（透明電極）及び絶縁膜１３（無機絶縁膜）から露出している。図８に示す例では、配向膜ＡＬ１は、第２開口ＡＰ１２において上面ＩＬＴに接している。

【0052】

第２基板ＳＵＢ２は、第２透明基板２０と、遮光層ＢＭと、共通電極ＣＥと、配向膜ＡＬ２と、を備えている。スペーサＳＰは、第１透明基板１０と第２透明基板２０との間に配置されている。図８に示す例では、スペーサＳＰは、第２基板ＳＵＢ２に設けられている。

【0053】

遮光層ＢＭは、液晶層ＬＣを介して、第１開口ＡＰ１１、第２開口ＡＰ１２、スイッチング素子ＳＷなどと対向している。また、遮光層ＢＭは、スペーサＳＰとも対向している。共通電極ＣＥは、液晶層ＬＣを介して画素電極ＰＥと対向している。配向膜ＡＬ２は、共通電極ＣＥ及びスペーサＳＰを覆っている。図８に示す例では、スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）に接してセルギャップを形成するためのメインスペーサに相当する。
なお、スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）から離間したサブスペーサであってもよい。また、スペーサＳＰと配向膜ＡＬ１との間に、配向膜ＡＬ２が介在していてもよい。また、遮光層ＢＭと共通電極ＣＥとの間、あるいは、共通電極ＣＥと配向膜ＡＬ２との間には、透明な有機絶縁膜が介在していてもよい。

【0054】

以上説明したように、本実施形態によれば、有機絶縁膜である絶縁膜ＩＬの一部の上面ＩＬＴは、給電線ＣＬの第１開口ＡＰ１１及び絶縁膜１３の第２開口ＡＰ１２が重畳する領域で露出している。このような領域は、絶縁膜ＩＬに含まれる水分の放出口となり得る。つまり、第１基板ＳＵＢ１を製造する過程において、絶縁膜ＩＬに含まれる水分は、配向膜ＡＬ１が形成される以前の段階で放出口から外部に放出される。これにより、絶縁膜ＩＬの水分量が減少し、絶縁膜ＩＬによって覆われたスイッチング素子ＳＷの水分による性能劣化が抑制される。したがって、スイッチング素子の性能劣化に起因した信頼性の低下を抑制することができる。

【0055】

また、図５に示したように、スイッチング素子ＳＷのうち、比較的高電圧が印加されるゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧのほとんどの部分は、共通電極ＣＥと同電位の給電線ＣＬによって覆われている。これにより、ゲート電極ＧＥからの不所望な漏れ電界が遮蔽される。したがって、ゲート電極ＧＥからの漏れ電界に起因した液晶分子３２の配向不良を抑制することができる。

【0056】

図９は、図４に示したスイッチング素子ＳＷを含む第１基板ＳＵＢ１の他の例を示す平面図である。図９に示す例は、図５に示した例と比較して、第１開口ＡＰ１１及び第２開口ＡＰ１２がスイッチング素子ＳＷに重畳し、スペーサＳＰが第１開口ＡＰ１１及び第２開口ＡＰ１２に重畳している点で相違している。

【0057】

図９に示す例では、第２開口ＡＰ１２を規定するエッジＥ１２は、第１開口ＡＰ１１を規定するエッジＥ１１と交差することなく、エッジＥ１１の内側に位置している。スペーサＳＰは、エッジＥ１２の内側に位置し、スイッチング素子ＳＷ、あるいは、ゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧに重畳している。

【0058】

図１０は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの一例を示す断面図である。給電線ＣＬの第１開口ＡＰ１１、及び、絶縁膜１３の第２開口ＡＰ１２は、スイッチング素子ＳＷの直上、あるいは、ゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧの直上に形成されている。第１開口ＡＰ１１は、上面ＩＬＴまで貫通している。第２開口ＡＰ１２は、第１開口ＡＰ１１において、上面ＩＬＴまで貫通している。つまり、第２開口ＡＰ１２においては、上面ＩＬＴは、給電線ＣＬ（透明電極）及び絶縁膜１３（無機絶縁膜）から露出している。配向膜ＡＬ１は、第２開口ＡＰ１２において、上面ＩＬＴに接している。

【0059】

スペーサＳＰは、スイッチング素子ＳＷ、あるいは、ゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧの直上に位置している。図１０に示す例では、スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）に接するメインスペーサであるが、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）から離間したサブスペーサであってもよい。遮光層ＢＭは、第１開口ＡＰ１１、第２開口ＡＰ１２、及び、スペーサＳＰと対向している。

【0060】

図９及び図１０を参照して説明した例においても、上記したのと同様の効果が得られる。

【0061】

加えて、スペーサＳＰは、比較的高電圧が印加されるゲート電極ＧＥ及び補助ゲート電極ＡＧのほとんどの部分と重なるように配置されている。このため、ゲート電極ＧＥからの不所望な漏れ電界が液晶層ＬＣに印加されにくくなる。したがって、ゲート電極ＧＥからの漏れ電界に起因した液晶分子３２の配向不良を抑制することができる。

【0062】

さらに、液晶層ＬＣにイオン系の不純物が発生した際に、ゲート電極ＧＥからの漏れ電界を利用して、表示に寄与しないスペーサＳＰの周辺に不純物を収集することができる。

【0063】

図１１は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。図１１に示す例は、図１０に示した例と比較して、第２開口ＡＰ１２においてスペーサＳＰに重畳する島状の台座１５が配置された点で相違している。台座１５は、上面ＩＬＴに接し、給電線ＣＬ及び絶縁膜１３から離間している。配向膜ＡＬ１は、台座１５と絶縁膜１３との間において、上面ＩＬＴに接している。

【0064】

このような台座１５は、給電線ＣＬと同一材料である透明な導電材料によって形成された薄膜、絶縁膜１３と同一材料である透明な絶縁材料によって形成された薄膜、及び、画素電極ＰＥと同一材料である透明な導電材料によって形成された薄膜の少なくとも一つを有している。つまり、台座１５は、薄膜の単層体であってもよいし、複数の薄膜の積層体であってもよい。

【0065】

図１１を参照して説明した例においても、台座１５と絶縁膜１３との間では、配向膜ＡＬ１が形成される以前の段階で上面ＩＬＴが露出し、水分の放出口となり得る。このため、上記したのと同様の効果が得られる。

【0066】

また、外力が加わった際にスペーサＳＰが配向膜ＡＬ１の表面を擦ったとしても、配向膜ＡＬ１のうち、ダメージを受けうる領域が台座１５の直上の領域に限られ、この領域は遮光層ＢＭによって遮光される。このため、表示品位の劣化を抑制することができる。

【0067】

図１２は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。図１２に示す例は、上記の例と比較して、絶縁膜ＩＬが第２開口ＡＰ１２において凹部ＣＣを有している点で相違している。このような凹部ＣＣは、例えば絶縁膜１３に第２開口ＡＰ１２を形成する際に、絶縁膜１３の除去のみならず絶縁膜ＩＬの表面も除去するような条件でエッチングを行うことで形成される。配向膜ＡＬ１は、第２開口ＡＰ１２において、凹部ＣＣの上面ＩＬＴに接している。

【0068】

スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）から離間したサブスペーサＳＳであるが、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）に接するメインスペーサであってもよい。

【0069】

図１２を参照して説明した例においても、凹部ＣＣにおいて、配向膜ＡＬ１が形成される以前の段階で上面ＩＬＴが露出し、水分の放出口となり得る。特に、図１０に示した例のように、絶縁膜ＩＬが凹部ＣＣを有していない場合と比較して、放出口となり得る上面ＩＬＴの表面積が拡大し、水分放出が促進される。

【0070】

図１３は、図９に示したＧ－Ｈ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。図１３に示す例は、図１２に示した例と比較して、第２開口ＡＰ１２においてスペーサＳＰに重畳する島状の台座１５が配置された点で相違している。台座１５は、凹部ＣＣにおいて上面ＩＬＴに接し、給電線ＣＬ及び絶縁膜１３から離間している。配向膜ＡＬ１は、台座１５と絶縁膜１３との間において、上面ＩＬＴに接している。台座１５に関しては、図１１を参照して説明したように、透明な導電材料によって形成された薄膜、及び、透明な絶縁材料によって形成された薄膜の少なくとも一つを有している。

【0071】

スペーサＳＰは、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）に接するメインスペーサＭＳであるが、第１基板ＳＵＢ１（あるいは配向膜ＡＬ１）から離間したサブスペーサであってもよい。例えば、図１２に示した例のスペーサＳＰの高さＨＴ１と、図１３に示す例のスペーサＳＰの高さＨＴ２とが同一である場合、台座１５の有無によってスペーサＳＰは、メインスペーサＭＳにもなり得るし、サブスペーサＳＳにもなり得る。

【0072】

次に、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの一構成例について説明する。

【0073】

図１４は、表示装置ＤＳＰの断面図である。なお、表示パネルＰＮＬについては、主要部のみを簡略化して図示している。

【0074】

表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２の他に、さらに、第３透明基板３０を備えている。第３透明基板３０の内面３０Ａは、第３方向Ｚにおいて、第２透明基板２０の外面２０Ｂと対向している。接着層ＡＤは、第２透明基板２０と第３透明基板３０とを接着している。第３透明基板３０は、例えばガラス基板であるが、プラスチック基板などの絶縁基板であってもよい。第３透明基板３０は、第１透明基板１０及び第２透明基板２０と同等の屈折率を有している。接着層ＡＤは、第２透明基板２０及び第３透明基板３０の各々と同等の屈折率を有している。

【0075】

第３透明基板３０の側面３０１は、第２透明基板２０の側面２０１の直上に位置している。発光モジュール１００の発光素子１１０は、配線基板Ｆと電気的に接続され、第３方向Ｚにおいて、第１基板ＳＵＢ１と配線基板Ｆとの間に設けられている。導光体１２０は、第２方向Ｙにおいて、発光素子１１０と側面２０１との間、及び、発光素子１１０と側面３０１との間に設けられている。導光体１２０は、接着層ＡＤ１により配線基板Ｆに接着されるとともに、接着層ＡＤ２により第１基板ＳＵＢ１に接着されている。

【0076】

次に、図１４を参照しながら、発光素子１１０から出射された光Ｌ１について説明する。
発光素子１１０は、導光体１２０に向かって光Ｌ１を出射する。発光素子１１０から出射された光Ｌ１は、第２方向Ｙを示す矢印の向きに沿って伝播し、導光体１２０を通り、側面２０１から第２透明基板２０に入射するとともに、側面３０１から第３透明基板３０に入射する。第２透明基板２０及び第３透明基板３０に入射した光Ｌ１は、繰り返し反射されながら、表示パネルＰＮＬの内部を伝播する。電圧が印加されていない液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、ほとんど散乱されることなく液晶層ＬＣを透過する。また、電圧が印加された液晶層ＬＣに入射した光Ｌ１は、液晶層ＬＣで散乱される。

【0077】

このような表示装置ＤＳＰは、第１透明基板１０の外面１０Ａ側から観察可能であるとともに、第３透明基板３０の外面３０Ｂ側からも観察可能である。また、表示装置ＤＳＰが外面１０Ａ側から観察された場合であっても、外面３０Ｂ側から観察された場合であっても、表示装置ＤＳＰを介して、表示装置ＤＳＰの背景を観察可能である。

【0078】

次に、配向膜ＡＬ１を必要としない他の表示装置あるいは電子機器に適用可能な第１基板ＳＵＢ１について説明する。

【0079】

図１５は、図５に示したＥ－Ｆ線に沿った第１基板ＳＵＢ１を含む表示パネルＰＮＬの他の例を示す断面図である。図１５に示す例は、図８に示した例と比較して、配向膜ＡＬ１が省略された点で相違している。このような例においても、第１開口ＡＰ１１及び第２開口ＡＰ１２が重畳する領域は、絶縁膜ＩＬに含まれる水分の放出口となり得る。したがって、スイッチング素子ＳＷを覆う絶縁膜ＩＬの水分量が減少し、スイッチング素子ＳＷの性能劣化、及び、信頼性の低下を抑制することができる。

【0080】

図１５に示す例と同様に、図１０乃至図１３に示した各例においても、配向膜ＡＬ１が省略されることで、上記したのと同様の効果が得られる。

【0081】

以上説明したように、本実施形態によれば、信頼性の低下を抑制することが可能な表示装置を提供することができる。

【0082】

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。

【符号の説明】

【0083】

ＤＳＰ…表示装置 ＰＮＬ…表示パネル ＤＡ…表示領域 ＰＸ…画素
ＳＵＢ１…第１基板 １０…第１透明基板 ＰＥ…画素電極 ＳＷ…スイッチング素子
ＳＣ…半導体（酸化物半導体） ＧＥ…ゲート電極 Ｇ…走査線 Ｓ…信号線
ＩＬ…絶縁膜（有機絶縁膜） ＩＬＴ…上面 ＣＣ…凹部 ＯＰ…開口部
ＣＬ…給電線（透明電極） ＡＰ１１…第１開口
１３…絶縁膜（無機絶縁膜） ＡＰ１２…第２開口
１５…台座 ＡＬ１…配向膜 ＳＰ…スペーサ
ＳＵＢ２…第２基板 ２０…第２透明基板 ＬＣ…液晶層 ３０…第３透明基板
１００…発光モジュール １１０…発光素子

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】