(57)【要約】【課題】表示品位の劣化を抑制することが可能な表示装置を提供する。【解決手段】絶縁基板と、第１無機絶縁膜と、第２無機絶縁膜と、前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜との間に設けられたカラーフィルタと、画像を表示する表示領域に設けられた第１スイッチング素子と、前記カラーフィルタの上に設けられ、前記第１スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、前記表示領域の周囲の周辺領域に設けられた第２スイッチング素子と、を備え、前記第１スイッチング素子は、酸化物半導体からなる第１半導体層を備え、前記第２スイッチング素子は、多結晶シリコン半導体からなる第２半導体層を備え、前記第１半導体層は、前記カラーフィルタと前記第２無機絶縁膜との間に設けられ、前記第２半導体層は、前記絶縁基板と前記第１無機絶縁膜との間に設けられている、表示装置。【選択図】    図４
2020112600.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板と、
第１無機絶縁膜と、
第２無機絶縁膜と、
前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜との間に設けられたカラーフィルタと、
画像を表示する表示領域に設けられた第１スイッチング素子と、
前記カラーフィルタの上に設けられ、前記第１スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、
前記表示領域の周囲の周辺領域に設けられた第２スイッチング素子と、を備え、
前記第１スイッチング素子は、酸化物半導体からなる第１半導体層を備え、
前記第２スイッチング素子は、多結晶シリコン半導体からなる第２半導体層を備え、
前記第１半導体層は、前記カラーフィルタと前記第２無機絶縁膜との間に設けられ、
前記第２半導体層は、前記絶縁基板と前記第１無機絶縁膜との間に設けられている、表示装置。
【請求項２】
さらに、前記カラーフィルタの少なくとも一部を覆う第１有機絶縁膜を備え、
前記第１半導体層は、前記第１有機絶縁膜上に設けられている、請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
さらに、前記第１半導体層と電気的に接続された信号線と、
前記信号線の直上に設けられた金属配線と、
前記信号線の直下に設けられた第１遮光層と、を備え、
前記第１有機絶縁膜は、前記第１遮光層及び前記カラーフィルタを覆っている、請求項２に記載の表示装置。
【請求項４】
さらに、前記第２半導体層に重畳する第２遮光層を備え、
前記第２遮光層は、前記第１有機絶縁膜によって覆われている、請求項３に記載の表示装置。
【請求項５】
さらに、前記信号線を覆う第２有機絶縁膜と、
前記第２有機絶縁膜上に設けられ、前記画素電極に重畳する第１共通電極と、
前記第１共通電極と電気的に接続され、前記画素電極に重畳する第２共通電極と、
前記第１共通電極と前記画素電極との間に設けられた第３無機絶縁膜と、
前記画素電極と前記第２共通電極との間に設けられた第４無機絶縁膜と、を備え、
前記金属配線は、前記第１共通電極に接している、請求項３または４に記載の表示装置。
【請求項６】
さらに、前記第１半導体層と電気的に接続された信号線と、
前記信号線の直上に設けられた金属配線と、
前記信号線を覆う第２有機絶縁膜と、
前記第２有機絶縁膜上に設けられ、前記画素電極に重畳する第１共通電極と、
前記第１共通電極と電気的に接続され、前記画素電極に重畳する第２共通電極と、
前記第１共通電極と前記画素電極との間に設けられた第３無機絶縁膜と、
前記画素電極と前記第２共通電極との間に設けられた第４無機絶縁膜と、を備え、
前記金属配線は、前記第２共通電極に接している、請求項２に記載の表示装置。
【請求項７】
さらに、前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜との間に設けられた第１走査線と、
前記第１走査線の直上に設けられた第２走査線と、
前記第２走査線の直上に設けられた第３走査線と、を備え、
前記第１乃至第３走査線は、前記第１半導体層と交差している、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の表示装置。
【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】
液晶表示装置などの表示装置において、酸化物半導体層を備えた第１スイッチング素子と、多結晶シリコン半導体層を備えた第２スイッチング素子とを組み合わせる技術が提案されている。例えば、第１スイッチング素子は各画素に設けられ、第２スイッチング素子は周辺回路に設けられている。  
近年の表示装置においては、さらなる高精細化の要望が高まり、一画素のサイズが縮小する傾向にある。このため、画素電極を備えた第１基板と、カラーフィルタ層を備えた第２基板とを貼り合わせる際に、許容されるマージンが小さくなりつつある。すなわち、第１基板と第２基板との間にズレが生じた場合、隣り合う画素の色が混ざって視認される混色や、所望の色度とは異なる色度の色が視認される色ずれなどが生じ、表示品位の劣化を招くおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１０−３９８１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本実施形態の目的は、表示品位の劣化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】
本実施形態によれば、
絶縁基板と、第１無機絶縁膜と、第２無機絶縁膜と、前記第１無機絶縁膜と前記第２無機絶縁膜との間に設けられたカラーフィルタと、画像を表示する表示領域に設けられた第１スイッチング素子と、前記カラーフィルタの上に設けられ、前記第１スイッチング素子と電気的に接続された画素電極と、前記表示領域の周囲の周辺領域に設けられた第２スイッチング素子と、を備え、前記第１スイッチング素子は、酸化物半導体からなる第１半導体層を備え、前記第２スイッチング素子は、多結晶シリコン半導体からなる第２半導体層を備え、前記第１半導体層は、前記カラーフィルタと前記第２無機絶縁膜との間に設けられ、前記第２半導体層は、前記絶縁基板と前記第１無機絶縁膜との間に設けられている、表示装置が提供される。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成を示す平面図である。
【図２】図２は、第１基板ＳＵＢ１の副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を示す平面図である。
【図３】図３は、第１基板ＳＵＢ１の副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を示す他の平面図である。
【図４】図４は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。
【図５】図５は、図３に示したＣ−Ｄ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。
【図６】図６は、図３に示したＥ−Ｆ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。
【図７】図７は、図１に示した第２スイッチング素子ＳＷ２を示す断面図である。
【図８】図８は、表示パネルＰＮＬの変形例を示す断面図である。
【図９】図９は、変形例における第２スイッチング素子ＳＷ２を示す断面図である。
【図１０】図１０は、変形例における他の周辺領域ＳＡを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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、有機エレクトロルミネッセンス表示素子等を有する自発光型の表示装置、電気泳動素子等を有する電子ペーパ型の表示装置、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）を応用した表示装置、或いはエレクトロクロミズムを応用した表示装置などにも適用可能である。
【０００９】
図１は、本実施形態に係る表示装置ＤＳＰの構成を示す平面図である。表示装置ＤＳＰは、表示パネルＰＮＬと、照明装置ＩＬ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、液晶層ＬＣと、を備えている。液晶層ＬＣは、表示機能層の一例であり、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２との間に封入されている。
【００１０】
表示パネルＰＮＬは、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とが重なる領域において、画像を表示する表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周囲の周辺領域ＳＡと、を備えている。表示パネルＰＮＬは、表示領域ＤＡにおいて、複数の画素ＰＸを備えている。複数の画素ＰＸは、マトリクス状に配置されている。
【００１１】
第１基板ＳＵＢ１は、表示領域ＤＡにおいて、複数本の走査線Ｇと、複数本の信号線Ｓと、を備えている。走査線Ｇは、各々第１方向Ｘに延出し、第２方向Ｙに並んでいる。信号線Ｓは、各々第２方向Ｙに延出し、第１方向Ｘに並んでいる。図１に示した例では、走査線Ｇ及び信号線Ｓを直線で示しているが、走査線Ｇ及び信号線Ｓは屈曲或いは蛇行していてもよい。また、第１基板ＳＵＢ１は、周辺領域ＳＡにおいて、走査線駆動回路ＧＤと、信号線駆動回路ＳＤと、を備えている。走査線Ｇは、走査線駆動回路ＧＤと電気的に接続されている。信号線Ｓは、信号線駆動回路ＳＤと電気的に接続されている。
【００１２】
画素ＰＸは、複数の副画素ＳＰを備えている。各副画素ＳＰは、例えば、隣り合う２本の走査線Ｇと隣り合う２本の信号線Ｓとによって区画された領域に相当する。なお、本開示においては、副画素を単に画素と呼ぶことがある。図１に示した例では、１つの画素ＰＸは、３つの副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を備えている。副画素ＳＰ（Ｒ）は赤を表示し、副画素ＳＰ（Ｇ）は緑を表示し、副画素ＳＰ（Ｂ）は青を表示する。但し、画素ＰＸは、より多くの副画素ＳＰを備えてもよい。また、副画素ＳＰが表示する色は、赤、緑、青に限られず、白や黄などの他の色であってもよい。
【００１３】
各副画素ＳＰにおいて、第１基板ＳＵＢ１は、第１スイッチング素子ＳＷ１と、画素電極ＰＥと、を備えている。第１スイッチング素子ＳＷ１は、走査線Ｇ及び信号線Ｓと電気的に接続されている。画素電極ＰＥは、第１スイッチング素子ＳＷ１と電気的に接続されている。また、第１基板ＳＵＢ１は、共通電極ＣＥを備えている。共通電極ＣＥは、複数の副画素ＳＰに対して共通に設けられている。なお、共通電極ＣＥは、第２基板ＳＵＢ２に設けられていてもよい。
【００１４】
第１基板ＳＵＢ１は、第２基板ＳＵＢ２と重ならない端子領域ＴＡを備えている。図１に示した例において、ＩＣチップ１及びフレキシブルプリント回路基板２は、端子領域ＴＡに実装されている。なお、ＩＣチップ１は、フレキシブルプリント回路基板２に実装されていてもよい。例えば、ＩＣチップ１は、共通電極ＣＥ、走査線駆動回路ＧＤ及び信号線駆動回路ＳＤと電気的に接続されている。ＩＣチップ１は、共通電極ＣＥに対して、コモン電圧Ｖｃｏｍを供給する。ＩＣチップ１は、走査線駆動回路ＧＤ及び信号線駆動回路ＳＤに対して、各種信号を供給する。信号線駆動回路ＳＤは、各信号線Ｓに映像信号を供給する。走査線駆動回路ＧＤは、複数の垂直回路４０を備えている。例えば、各垂直回路４０は、シフトレジスタやバッファを備えている。垂直回路４０は、走査線Ｇに走査信号を供給する。垂直回路４０は、後述する第２スイッチング素子ＳＷ２を備えている。なお、信号線駆動回路ＳＤなどの周辺領域ＳＡに設けられた他の回路が第２スイッチング素子ＳＷ２を備えてもよい。このように、第１基板ＳＵＢ１は、表示領域ＤＡに設けられた第１スイッチング素子ＳＷ１と、周辺領域ＳＡに設けられた第２スイッチング素子ＳＷ２と、を備えている。後述するが、第１スイッチング素子ＳＷ１は透明な酸化物半導体からなる第１半導体層を備え、第２スイッチング素子ＳＷ２は多結晶シリコン半導体からなる第２半導体層を備えている。
【００１５】
照明装置ＩＬは、表示パネルＰＮＬの背面側に設けられ、表示領域ＤＡを照明する。照明装置ＩＬの詳細は省略するが、照明装置ＩＬは、平板状の導光板と、導光板の端面に沿って配列された複数の光源と、を備えている。
【００１６】
図２は、第１基板ＳＵＢ１の副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を示す平面図である。第１基板ＳＵＢ１は、カラーフィルタ層ＣＦと、第１遮光層ＢＭ１と、信号線Ｓ１乃至Ｓ４と、走査線Ｇ１と、第１スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１３と、を備えている。
【００１７】
カラーフィルタ層ＣＦは、副画素ＳＰ（Ｒ）に設けられた赤カラーフィルタＣＦＲと、副画素ＳＰ（Ｇ）に設けられた緑カラーフィルタＣＦＧと、副画素ＳＰ（Ｂ）に設けられた青カラーフィルタＣＦＢと、を備えている。各カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＧＢは、第１方向Ｘに並び、第２方向Ｙに沿って延出している。第１遮光層ＢＭ１は、第２方向Ｙに沿って延出している。第１遮光層ＢＭ１は、第１方向Ｘに隣接するカラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＧＢの境界に重畳するように設けられている。このような第１遮光層ＢＭ１は、第１方向Ｘに並ぶ副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を区画している。
【００１８】
信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、第１方向Ｘに並び、第２方向Ｙに沿って延出している。信号線Ｓ１乃至Ｓ４は、それぞれ第１遮光層ＢＭ１に重畳するように設けられている。  
走査線Ｇ１は、第１走査線Ｇ１１と、第２走査線Ｇ１２と、第３走査線Ｇ１３と、を備えている。第２走査線Ｇ１２は、第１走査線Ｇ１１に重畳するように設けられている。第３走査線Ｇ１３は、第２走査線Ｇ１２に重畳するように設けられている。第１乃至第３走査線Ｇ１１乃至Ｇ１３は、第１方向Ｘに沿って延出し、信号線Ｓ１乃至Ｓ４と交差している。
【００１９】
第１スイッチング素子ＳＷ１１は、副画素ＳＰ（Ｒ）に設けられ、走査線Ｇ１と信号線Ｓ１と電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１２は、副画素ＳＰ（Ｇ）に設けられ、走査線Ｇ１と信号線Ｓ２と電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１３は、副画素ＳＰ（Ｂ）に設けられ、走査線Ｇ１と信号線Ｓ３と電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１３は、それぞれ第１半導体層ＳＣ１１乃至ＳＣ１３を備えている。第１半導体層ＳＣ１１乃至ＳＣ１３は、上記の通り、透明な酸化物半導体である。第１スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１３は、同一のシングルゲート構造を有している。以下、第１スイッチング素子ＳＷ１１に着目してその構造について説明する。
【００２０】
第１半導体層ＳＣ１１は、その一部分が信号線Ｓ１と重なるように設けられ、他の部分が信号線Ｓ１及びＳ２の間に延出している。第１半導体層ＳＣ１１は、信号線Ｓ１及びＳ２の間において走査線Ｇ１と交差する交差部（チャネル領域）ＳＣＣを有している。交差部ＳＣＣは、図中に斜線で示した領域に相当する。走査線Ｇ１において、第１半導体層ＳＣ１１（あるいは交差部ＳＣＣ）と重畳する領域がゲート電極ＧＥとして機能する。第１半導体層ＳＣ１１は、一端部ＳＣＡと、他端部ＳＣＢと、を有している。交差部ＳＣＣは、一端部ＳＣＡと他端部ＳＣＢとの間に位置している。なお、第１半導体層ＳＣ１１の形状は、図２に示すものに限られない。一端部ＳＣＡは、開口部ＯＰ１において後述する画素電極と電気的に接続される。他端部ＳＣＢは、開口部ＯＰ２において信号線Ｓ１に接している。
【００２１】
第１走査線Ｇ１１は、第２走査線Ｇ１２及び第３走査線Ｇ１３の下方に設けられている。第１走査線Ｇ１１は、第２走査線Ｇ１２及び第３走査線Ｇ１３と電気的に接続されている。第１走査線Ｇ１１の第２方向Ｙにおける幅Ｗ１１は、第２走査線Ｇ１２及び第３走査線Ｇ１３の各々の第２方向Ｙにおける幅Ｗ１２及びＷ１３よりも大きい。平面視において、第１走査線Ｇ１１は、第２走査線Ｇ１２及び第３走査線Ｇ１３の全体と重畳している。なお、第１走査線Ｇ１１、第２走査線Ｇ１２、及び、第３走査線Ｇ１３の各々の幅は、図示したように一定である必要はない。
【００２２】
第１半導体層ＳＣ１１は、第１走査線Ｇ１１と第２走査線Ｇ１２との間に設けられている。すなわち、第１半導体層ＳＣ１１の交差部ＳＣＣは、平面視において、第１走査線Ｇ１１と重畳している。つまり、第１走査線Ｇ１１は、照明装置ＩＬから交差部ＳＣＣに向かう光を遮光する遮光膜としての機能を有している。このため、光が交差部ＳＣＣに照射されることに起因した第１スイッチング素子ＳＷ１１の電流リークを抑制することができる。
【００２３】
第１遮光層ＢＭ１は、信号線Ｓ１の下方に設けられている。第１遮光層ＢＭ１の第１方向Ｘにおける幅Ｗ２１は、信号線Ｓ１の第１方向Ｘにおける幅Ｗ２２よりも大きい。平面視において、第１遮光層ＢＭ１は、信号線Ｓ１の全体と重畳している。なお、第１遮光層ＢＭ１、及び、信号線Ｓ１の各々の幅は、図示したように一定である必要はない。
【００２４】
図３は、第１基板ＳＵＢ１の副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）を示す他の平面図である。第１基板ＳＵＢ１は、金属配線Ｍ１乃至Ｍ４と、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３と、第１共通電極ＣＥ１と、第２共通電極ＣＥ２と、を備えている。なお、図２に示したカラーフィルタ層ＣＦ及び第１遮光層ＢＭ１の図示を省略している。
【００２５】
画素電極ＰＥ１１は、副画素ＳＰ（Ｒ）に設けられ、開口部ＯＰ１において第１半導体層ＳＣ１１に接している。これにより、画素電極ＰＥ１１は、第１スイッチング素子ＳＷ１１と電気的に接続される。画素電極ＰＥ１２も同様に、副画素ＳＰ（Ｇ）に設けられ、第１スイッチング素子ＳＷ１２と電気的に接続されている。画素電極ＰＥ１３も同様に、副画素ＳＰ（Ｂ）に設けられ、第１スイッチング素子ＳＷ１３と電気的に接続されている。図示した例では、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３は、いずれもスリット有していない平板電極である。
【００２６】
第１共通電極ＣＥ１は、信号線Ｓ１乃至Ｓ４と、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３とに重畳するように設けられている。第１共通電極ＣＥ１は、信号線Ｓ１乃至Ｓ４の上方に設けられ、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３の下方に設けられている。なお、第１共通電極ＣＥ１は、走査線Ｇ１、第１スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１３、第１半導体層ＳＣ１１乃至ＳＣ１３とは重畳していない。図示した例では、第１共通電極ＣＥ１は、副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）、ＳＰ（Ｂ）において、スリット有していない平板電極である。
【００２７】
第２共通電極ＣＥ２は、走査線Ｇ１と、信号線Ｓ１乃至Ｓ４と、第１スイッチング素子ＳＷ１１乃至ＳＷ１３と、第１半導体層ＳＣ１１乃至ＳＣ１３とに重畳するように設けられている。また、第２共通電極ＣＥ２は、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３の一部に重畳し、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３の上方に設けられている。第２共通電極ＣＥ２は、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３にそれぞれ重畳する開口部ＡＰ１１乃至ＡＰ１３を有している。図示した例では、開口部ＡＰ１１乃至ＡＰ１３は、走査線Ｇ１に近接するにしたがって第１方向Ｘにおける幅が拡張する、略台形状に形成されている。なお、開口部ＡＰ１１乃至ＡＰ１３の形状は、図示した例に限らない。例えば、開口部ＡＰ１１乃至ＡＰ１３は、第１方向Ｘに延びた形状であってもよい。あるいは、第２共通電極ＣＥ２は、第１方向Ｘまたは第２方向Ｙに延びた帯電極を有していてもよい。
【００２８】
金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、第１方向Ｘに並び、第２方向Ｙに沿って延出している。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ４に重畳するように設けられている。金属配線Ｍ１乃至Ｍ４は、第１共通電極ＣＥ１の上方に設けられ、第２共通電極ＣＥ２の下方に設けられている。金属配線Ｍ１の第１方向Ｘにおける幅Ｗ２３は、信号線Ｓ１の幅Ｗ２２と同等である。
【００２９】
図４は、図３に示したＡ−Ｂ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。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は、図３に示した副画素ＳＰ（Ｒ）における表示パネルＰＮＬの断面図に相当する。
【００３０】
第１基板ＳＵＢ１は、絶縁基板１０、絶縁膜１１乃至２１、カラーフィルタ層ＣＦ、第１遮光層ＢＭ１、信号線Ｓ１、走査線Ｇ１、金属配線Ｍ１、第１スイッチング素子ＳＷ１１、第１共通電極ＣＥ１、画素電極ＰＥ１１、第２共通電極ＣＥ２、配向膜ＡＬ１などを備えている。
【００３１】
第１基板ＳＵＢ１において、カラーフィルタＣＦＲは、第１無機絶縁膜に相当する絶縁膜１３と第２無機絶縁膜に相当する絶縁膜１５との間に設けられている。画素電極ＰＥ１１は、カラーフィルタＣＦＲの直上に設けられ、第１スイッチング素子ＳＷ１１と電気的に接続されている。第１スイッチング素子ＳＷ１１は、透明な酸化物半導体からなる第１半導体層ＳＣ１１を備え、第１半導体層ＳＣ１１はカラーフィルタＣＦＲと絶縁膜１５との間に設けられている。
【００３２】
透明な第１有機絶縁膜に相当する絶縁膜１４は、カラーフィルタＣＦＲの少なくとも一部を覆っている。第１半導体層ＳＣ１１は、絶縁膜１４の上に設けられている。
【００３３】
信号線Ｓ１は、第１半導体層ＳＣ１１と電気的に接続されている。金属配線Ｍ１は、信号線Ｓ１の直上に設けられている。第１遮光層ＢＭ１は、信号線Ｓ１の直下に設けられている。絶縁膜１４は、第１遮光層ＢＭ１及びカラーフィルタＣＦＲを覆っている。
【００３４】
第２有機絶縁膜に相当する絶縁膜１９は、信号線Ｓ１を覆っている。第１共通電極ＣＥ１は、絶縁膜１９の上に設けられ、画素電極ＰＥ１１に重畳している。第２共通電極ＣＥ２は、第１共通電極ＣＥ１と電気的に接続され、画素電極ＰＥ１１に重畳している。第３無機絶縁膜に相当する絶縁膜２０は、第１共通電極ＣＥ１と画素電極ＰＥ１１との間に設けられている。第４無機絶縁膜に相当する絶縁膜２１は、画素電極ＰＥ１１と第２共通電極ＣＥ２との間に設けられている。金属配線Ｍ１は、第１共通電極ＣＥ１に接している。
【００３５】
以下、具体的に説明する。  
絶縁膜１１は、絶縁基板１０の上に設けられている。絶縁膜１２は、絶縁膜１１の上に設けられている。第１走査線Ｇ１１は、絶縁膜１２の上に設けられている。絶縁膜１３は、絶縁膜１２の上に設けられ、第１走査線Ｇ１１を覆っている。カラーフィルタＣＦＢ及びＣＦＲを含むカラーフィルタ層ＣＦは、絶縁膜１３の上に設けられている。第１遮光層ＢＭ１は、カラーフィルタＣＦＢ及びＣＦＲの境界の上に設けられている。絶縁膜１４は、カラーフィルタＣＦＢ及びＣＦＲ、及び、第１遮光層ＢＭ１を覆っている。第１半導体層ＳＣ１１は、絶縁膜１４の上に設けられている。絶縁膜１５は、絶縁膜１４の上に設けられ、第１半導体層ＳＣ１１を覆っている。つまり、第１半導体層ＳＣ１１は、カラーフィルタ層ＣＦよりも上方に設けられている。
【００３６】
第２走査線Ｇ１２（あるいはゲート電極ＧＥ）は、絶縁膜１５の上に設けられている。つまり、第１半導体層ＳＣ１１は、第１走査線Ｇ１１と第２走査線Ｇ１２との間に設けられている。絶縁膜１６は、絶縁膜１５の上に設けられ、第２走査線Ｇ１２を覆っている。絶縁膜１７は、絶縁膜１６の上に設けられている。第３走査線Ｇ１３は、絶縁膜１７の上に設けられている。絶縁膜１８は、絶縁膜１７の上に設けられ、第３走査線Ｇ１３を覆っている。
【００３７】
信号線Ｓ１は、第１遮光層ＢＭ１の直上において、絶縁膜１８の上に設けられている。信号線Ｓ１は、絶縁膜１５乃至１８を貫通した開口部ＯＰ２において第１半導体層ＳＣ１１に接している。これにより、信号線Ｓ１は、第１半導体層ＳＣ１１と電気的に接続される。絶縁膜１９は、絶縁膜１８の上に設けられ、信号線Ｓ１を覆っている。金属配線Ｍ１は、信号線Ｓ１の直上において、絶縁膜１９の上に設けられている。第１共通電極ＣＥ１は、絶縁膜１９の上に設けられている。但し、金属配線Ｍ１及び共通電極ＣＥは、互いに異なる導電材料によって形成されている。絶縁膜２０は、絶縁膜１９の上に設けられ、金属配線Ｍ１及び第１共通電極ＣＥ１を覆っている。
【００３８】
画素電極ＰＥ１１は、絶縁膜２０の上に設けられ、絶縁膜１５乃至２０を貫通した開口部ＯＰ１において第１半導体層ＳＣ１に接している。図示した例では、画素電極ＰＥ１１は、第１半導体層ＳＣ１１に直接接しているが、これに限定されるものではない。例えば、信号線Ｓ１と同一材料によって形成された接続電極、第１共通電極ＣＥ１と同一材料によって形成された接続電極、あるいは、金属配線Ｍ１と同一材料によって形成された接続電極が、第１半導体層ＳＣ１１と画素電極ＰＥ１１との間に介在していてもよい。画素電極ＰＥ１１は、絶縁膜２０を介して第１共通電極ＣＥ１に重畳し、副画素ＳＰ（Ｒ）における容量を形成している。
【００３９】
絶縁膜２１は、絶縁膜２０の上に設けられ、画素電極ＰＥ１１を覆っている。第２共通電極ＣＥ２は、絶縁膜２１の上に設けられている。配向膜ＡＬ１は、絶縁膜２１及び第２共通電極ＣＥ２を覆っている。第２共通電極ＣＥ２は、第１共通電極ＣＥ１と同電位である。第２共通電極ＣＥ２の一部は、絶縁膜２１を介して画素電極ＰＥ１１に重畳し、副画素ＳＰ（Ｒ）における容量を形成している。
【００４０】
絶縁基板１０は、ガラス基板や可撓性の樹脂基板などの光透過性を有する基板である。絶縁膜１１乃至１３、絶縁膜１５乃至１８、絶縁膜２０及び２１は、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絶縁材料によって形成された透明な無機絶縁膜であり、単層構造であってもよいし、多層構造であってもよい。絶縁膜１４及び１９は、例えば、アクリル樹脂などの絶縁材料によって形成された透明な有機絶縁膜である。カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢの各々は、対応する色に着色された有機絶縁膜である。第１遮光層ＢＭ１は、例えば、黒色の有機絶縁膜である。
【００４１】
第１走査線Ｇ１１、第２走査線Ｇ１２、及び、第３走査線Ｇ１３は、例えば、モリブデン−タングステン合金によって形成されている。信号線Ｓ１及び金属配線は、たとえば、複数の金属層が積層された積層体によって構成されている。積層体は、例えば、チタン（Ｔｉ）を含む層、アルミニウム（Ａｌ）を含む層、及び、チタン（Ｔｉ）を含む層がこの順に積層されたものである。また、積層体は、モリブデン（Ｍｏ）を含む層、アルミニウム（Ａｌ）を含む層、及び、モリブデン（Ｍｏ）を含む層がこの順に積層されたものであってもよい。第１共通電極ＣＥ１、画素電極ＰＥ１１、及び、第２共通電極ＣＥ２は、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの透明な導電材料によって形成された透明電極である。
【００４２】
第２基板ＳＵＢ２は、絶縁基板３０及び配向膜ＡＬ２を備えている。絶縁基板３０は、絶縁基板１０と同様に、ガラス基板や樹脂基板などの光透過性を有する基板である。配向膜ＡＬ２は、絶縁基板３０の下面３０Ａに設けられている。図示した例において、絶縁基板３０と配向膜ＡＬ２との間には遮光層やカラーフィルタ層などの絶縁層が設けられていない。このため、配向膜ＡＬ２は、下面３０Ａに接している。配向膜ＡＬ１及び配向膜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。
【００４３】
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との間に設けられている。
【００４４】
図１に示した照明装置ＩＬは、絶縁基板１０の下方に設けられるが、図示を省略している。また、通常の透過型の液晶表示装置においては、絶縁基板１０及び２０にそれぞれ偏光板が接着されているが、図示を省略している。
【００４５】
図５は、図３に示したＣ−Ｄ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。図５は、図３に示した副画素ＳＰ（Ｇ）における表示パネルＰＮＬの断面図に相当する。ここでは、図４に示した断面との相違点を中心に説明する。第１基板ＳＵＢ１は、カラーフィルタ層ＣＦにおいてカラーフィルタＣＦＧを備えている。第１スイッチング素子ＳＷ１２の第１半導体層ＳＣ１２は、絶縁膜１６の上に設けられている。つまり、第１半導体層ＳＣ１２は、第２走査線Ｇ１２と第３走査線Ｇ１３との間に設けられている。隣接する副画素ＳＰ（Ｒ）の第１半導体層ＳＣ１１は、絶縁膜１４の上に設けられており、図示した第１半導体層ＳＣ１２とは異なる層に位置している。信号線Ｓ２は、第１遮光層ＢＭ１の直上に設けられ、絶縁膜１７及び１８を貫通した開口部ＯＰ４において第１半導体層ＳＣ１２に接している。画素電極ＰＥ１２は、絶縁膜１７乃至２０を貫通した開口部ＯＰ３において第１半導体層ＳＣ１２に接している。金属配線Ｍ２は、信号線Ｓ２の直上に設けられている。
【００４６】
図６は、図３に示したＥ−Ｆ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図である。図６は、図３に示した副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）における表示パネルＰＮＬの断面図に相当する。第１遮光層ＢＭ１は、カラーフィルタＣＦＲとカラーフィルタＣＦＧとの境界、カラーフィルタＣＦＧとカラーフィルタＣＦＢとの境界、及び、カラーフィルタＣＦＲとカラーフィルタＣＦＢとの境界にそれぞれ設けられている。信号線Ｓ１乃至Ｓ３の各々は、第１遮光層の直上に設けられている。第１共通電極ＣＥ１は、画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１２の直下に設けられるとともに、信号線Ｓ１乃至Ｓ３の直上に設けられている。金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ３の直上に設けられ、第１共通電極ＣＥ１に接している。図示した例では、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、第１共通電極ＣＥ１と絶縁膜２０との間に設けられているが、絶縁膜１９と第１共通電極ＣＥ１との間に設けられてもよい。なお、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、第２共通電極ＣＥ２に接するように設けられてもよい。  
第２共通電極ＣＥ２は、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３の直上に設けられている。つまり、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、隣接するカラーフィルタの境界の直上に設けられている。開口部ＡＰ１１及びＡＰ１２は、それぞれ画素電極ＰＥ１１及びＰＥ１２の直上に形成されている。
【００４７】
図７は、図１に示した第２スイッチング素子ＳＷ２を示す断面図である。図７は、図１に示した周辺領域ＳＡにおける第１基板ＳＵＢ１の断面図に相当する。  
第１基板ＳＵＢ１において、第２スイッチング素子ＳＷ２は、周辺領域ＳＡに設けられている。第２スイッチング素子ＳＷ２は、多結晶シリコン半導体からなる第２半導体層ＳＣ２を備えている。第２半導体層ＳＣ２は、絶縁基板１０と第１無機絶縁膜に相当する絶縁膜１３との間に設けられている。
【００４８】
第２遮光層は、第２半導体層ＳＣ２に重畳し、第１有機絶縁膜に相当する絶縁悪１４によって覆われている。
【００４９】
以下、より具体的に説明する。  
第２スイッチング素子ＳＷ２は、第２半導体層ＳＣ２と、ゲート電極ＧＥ２と、ソース電極ＳＥ２と、ドレイン電極ＤＥ２と、を備えている。第２半導体層ＳＣ２は、絶縁膜１１の上に設けられ、絶縁膜１２によって覆われている。つまり、第２半導体層ＳＣ２は、図４に示した第１半導体層ＳＣ１１、及び、図５に示した第１半導体層ＳＣ１２とは異なる層に位置している。第２半導体層ＳＣ２は、第１半導体層ＳＣ１１及びＳＣ１２よりも下方（絶縁基板１０に近接する側）に設けられている。
【００５０】
ゲート電極ＧＥ２は、絶縁膜１２の上に設けられ、絶縁膜１３によって覆われている。ゲート電極ＧＥ２は、図４に示した第１走査線Ｇ１１と同一層に位置し、第１走査線Ｇ１１と同一材料によって形成されている。
【００５１】
カラーフィルタ層ＣＦは、図４に示した表示領域ＤＡでは、絶縁膜１３及び１４の間に設けられていたが、周辺領域ＳＡには設けられていない。一方で、第１基板ＳＵＢ１は、周辺領域ＳＡにおいて、第２遮光層ＢＭ２を備えている。第２遮光層ＢＭ２は、絶縁膜１３の上に設けられ、絶縁膜１４によって覆われている。つまり、第２遮光層ＢＭ２は、第２半導体層ＳＣ２に重畳し、第２スイッチング素子ＳＷ２を遮光している。また、第２遮光層ＢＭ２は、図４に示した第１遮光層ＢＭ１と同一層に位置し、第１遮光層ＢＭ１と同一材料によって形成されている。
【００５２】
ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、絶縁膜１５の上に設けられ、絶縁膜１６によって覆われている。ソース電極ＳＥ２は、絶縁膜１２乃至１５、及び、第２遮光層ＢＭ２を貫通した開口部ＯＰ１１において、第２半導体層ＳＣ２に接している。ドレイン電極ＤＥ２は、絶縁膜１２乃至１５、及び、第２遮光層ＢＭ２を貫通した開口部ＯＰ１２において、第２半導体層ＳＣ２に接している。ソース電極ＳＥ２及びドレイン電極ＤＥ２は、図４に示した第２走査線Ｇ１２と同一層に位置し、第２走査線Ｇ１２と同一材料によって形成されている。
【００５３】
導電層ＣＬ１及びＣＬ２は、絶縁膜１８の上に設けられ、絶縁膜１９によって覆われている。導電層ＣＬ１は、絶縁膜１６乃至１８を貫通した開口部ＯＰ１３において、ソース電極ＳＥ２に接している。導電層ＣＬ２は、絶縁膜１６乃至１８を貫通した開口部ＯＰ１４において、ドレイン電極ＤＥ２に接している。導電層ＣＬ１及びＣＬ２は、図４に示した信号線Ｓ１と同一層に位置し、信号線Ｓ１と同一材料によって形成されている。
【００５４】
また、周辺領域ＳＡでは、第２共通電極ＣＥ２は、絶縁膜２０及び２１を貫通した開口部ＯＰ１５において、第１共通電極ＣＥ１に接している。これにより、第１共通電極ＣＥ１及び第２共通電極ＣＥ２は、互いに電気的に接続される。
【００５５】
本実施形態によれば、第１基板ＳＵＢ１は、画素電極ＰＥ及びカラーフィルタ層ＣＦを備えている。このため、第１基板ＳＵＢ１及び第２基板ＳＵＢ２を貼り合わせる際のずれに起因した、画素電極ＰＥとカラーフィルタ層ＣＦとのずれを抑制することができる。  
特に、近年では、画素ピッチが数μｍオーダの高精細化の要望が高まっている。画素電極が第１基板に設けられ、カラーフィルタ層が第２基板に設けられた場合、第１基板と第２基板とを貼り合わせる際に、わずか数μｍのずれが生じた場合であっても、混色や色ずれが生じるおそれがあり、ずれに対するマージンが小さくなりつつある。本実施形態では、第１基板ＳＵＢ１と第２基板ＳＵＢ２とが画素ピッチより大きなずれを持って貼り合わされたとしても、混色や色ずれを抑制することができる。したがって、表示品位の劣化を抑制することが可能となる。
【００５６】
また、カラーフィルタ層ＣＦは、表示領域ＤＡにおいて、絶縁基板１０と第１スイッチング素子ＳＷ１との間に設けられている。つまり、カラーフィルタ層ＣＦは、第１スイッチング素子ＳＷ及び画素電極ＰＥの下方に設けられている。このため、カラーフィルタ層ＣＦを貫通する開口部（コンタクトホール）を形成する必要がない。カラーフィルタ層ＣＦにおいては、開口部を形成する場合、異なる色のカラーフィルタ間で加工精度が異なり、開口部の大きさにばらつきが生じやすい。また、カラーフィルタ層ＣＦは、有機絶縁膜であるため、開口部のサイズが拡大する傾向にある。このため、カラーフィルタ層ＣＦに開口部を形成する画素レイアウトの場合、一画素当たりに占める開口部の割合が大きくなり、表示に寄与する面積の低下を招くおそれがある。本実施形態では、カラーフィルタ層ＣＦには開口部が形成されないため、表示に寄与する面積の低下を抑制することができる。
【００５７】
また、信号線Ｓ１よりも液晶層ＬＣに近接した金属配線Ｍ１は、隣接するカラーフィルタの境界の直上に設けられている。このため、斜め方向から観察した場合に、隣接する副画素を透過した光が金属配線Ｍ１によって遮光され、混色を抑制することができる。加えて、金属配線Ｍ１は、第１共通電極ＣＥ１に接しているため、互いに電気的に接続された第１共通電極ＣＥ１及び第２共通電極ＣＥ２を低抵抗化することができる。
【００５８】
図８は、表示パネルＰＮＬの変形例を示す断面図である。図８は、図３に示した副画素ＳＰ（Ｒ）、ＳＰ（Ｇ）におけるＥ−Ｆ線に沿った表示パネルＰＮＬの断面図に相当する。図８に示す変形例は、図６に示した構成例と比較して、第１遮光層ＢＭ１が省略され、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３が第２共通電極ＣＥ２に接している点で相違している。  
第１遮光層ＢＭ１が省略されたため、絶縁膜１４は、カラーフィルタ層の全体を覆っている。つまり、絶縁膜１４は、各カラーフィルタＣＦＲ、ＣＦＧ、ＣＦＢのうち、画素電極ＰＥ１１乃至ＰＥ１３の直下のみならず、隣接するカラーフィルタの境界も直接覆っている。  
信号線Ｓ１及び画素電極ＰＥ１１は、図４に示したように、第１半導体層ＳＣ１１と電気的に接続されている。信号線Ｓ２及び画素電極ＰＥ１２も同様に第１半導体層ＳＣ１２に接続され、信号線Ｓ３及び画素電極ＰＥ１３も同様に第１半導体層ＳＣ１３に接続されている。  
金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、それぞれ信号線Ｓ１乃至Ｓ３の直上に設けられ、第２共通電極ＣＥ２に接している。図示した例では、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３は、第２共通電極ＣＥ２と配向膜ＡＬ１との間に設けられているが、絶縁膜２１と第２共通電極ＣＥ２との間に設けられてもよい。
【００５９】
図９は、変形例における第２スイッチング素子ＳＷ２を示す断面図である。図９に示す変形例の第２スイッチング素子ＳＷ２は、図７に示した第２スイッチング素子ＳＷ２と比較して、絶縁膜１３と絶縁膜１４との間の第２遮光層ＢＭ２が省略され、第２遮光層ＢＭ２の代わりに、第２スイッチング素子ＳＷ２に向かう光を遮光する金属層ＭＬが設けられた点で相違している。絶縁膜１４は、絶縁膜１３に接している。金属層ＭＬは、図８に示した金属配線Ｍ１乃至Ｍ３と同一層に位置し、金属配線Ｍ１乃至Ｍ３と同一材料によって形成されている。つまり、金属層ＭＬは、第２共通電極ＣＥ２と配向膜ＡＬ１との間に設けられ、第２共通電極ＣＥ２に接している。  
このような変形例においても、上記したのと同様の効果が得られる。加えて、信号線及び金属配線より幅広の第１遮光層ＢＭ１が省略されたことにより、一画素当たりの表示に寄与する面積を拡大することができる。
【００６０】
図１０は、変形例における他の周辺領域ＳＡを示す断面図である。図１０に示す変形例は、図９に示した変形例と比較して、金属層ＭＬの代わりに、第２基板ＳＵＢ２に遮光層３１が設けられた点で相違している。遮光層３１は、絶縁基板３０と配向膜ＡＬ２との間に設けられている。遮光層３１は、周辺領域ＳＡのほぼ全域に亘って設けられており、第２スイッチング素子ＳＷ２に向かう光を遮光している。  
このような変形例においても、上記したのと同様の効果が得られる。
【００６１】
以上説明したように、本実施形態によれば、表示品位の劣化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。
【００６２】
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】
【００６３】
ＤＳＰ…表示装置  ＰＮＬ…表示パネル  ＤＡ…表示領域  ＳＡ…周辺領域
ＬＣ…液晶層  ＢＭ…遮光層  ＰＥ…画素電極  ＣＥ…共通電極
ＳＷ１…第１スイッチング素子  ＳＣ１…第１半導体層
ＳＷ２…第２スイッチング素子  ＳＣ２…第２半導体層
ＣＦ…カラーフィルタ層  ＣＦＲ…赤カラーフィルタ  ＣＦＧ…緑カラーフィルタ  ＣＦＢ…青カラーフィルタ
Ｇ…走査線  Ｓ…信号線  Ｍ…金属配線
Ｇ１１…第１走査線  Ｇ１２…第２走査線  Ｇ１３…第３走査線
ＣＥ１…第１共通電極  ＣＥ２…第２共通電極
ＢＭ１…第１遮光層  ＢＭ２…第２遮光層
【図１】
2020112600.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
2020112600.tif 000008
【図７】
2020112600.tif 000009
【図８】
2020112600.tif 000010
【図９】
2020112600.tif 000011
【図１０】
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