(57)【要約】【課題】酸化物半導体膜を有するトランジスタの電気的特性の変化を抑制する。【解決手段】液晶パネル１０において、アレイ基板３０の非表示領域ＮＡＡにモノリシックに形成された行制御回路部（ＧＤＭ回路）８２には、酸化物半導体膜３３を有して構成された非表示領域用ＴＦＴ７０が備えられる。ＣＦ基板２０の非表示領域ＮＡＡに形成された遮光膜２２からなる周辺遮光部２２Ｂにおいて、平面に視て非表示領域用ＴＦＴ７０の少なくとも第１チャネル部７４と重畳する位置に開口部２２Ｈを設け、開口部２２Ｈを通過した光が非表示領域用ＴＦＴ７０に当たって吸収され得るように構成する。【選択図】図５Ｂ
2019215535.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像を表示可能な表示パネルであって、
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に封止された電気光学物質と、
前記第１基板上に設けられ、前記電気光学物質に電気信号を供給するトランジスタであって、活性層として酸化物半導体膜を有するトランジスタと、
前記第２基板上に設けられ、可視光の透過を遮断する遮光膜であって、平面に視て前記トランジスタと重畳する位置に開口部を有する遮光膜と、を備える表示パネル。
【請求項２】
前記トランジスタは、
少なくとも一部が平面に視て前記酸化物半導体膜と重畳する第１ゲート電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記酸化物半導体膜に接続される第１ソース電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記第１ソース電極部との間に間隔を空けつつ前記酸化物半導体膜に接続される第１ドレイン電極部と、を有して構成されており、
前記第１ゲート電極部には、第１電圧と、前記第１電圧よりも高い第２電圧とが周期的に交互に印加され、前記第１電圧と第１電圧印加時間との積、並びに、前記第２電圧と第２電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が正の値となるように制御される第１のトランジスタである請求項１に記載の表示パネル。
【請求項３】
前記遮光膜の前記開口部は、平面に視て少なくとも前記酸化物半導体膜の前記第１ソース電極部との接続部分と前記第１ドレイン電極部との接続部分との間に形成される第１チャネル部と重畳する位置に形成されている請求項２に記載の表示パネル。
【請求項４】
前記第２基板において前記遮光膜の前記開口部と重畳する位置には、所定の波長の可視光を選択的に透過させるカラーフィルタが設けられている請求項１から請求項３の何れか一項に記載の表示パネル。
【請求項５】
前記表示パネルは、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域と、画像が表示されない非表示領域と、に区分され、
前記トランジスタは、前記第１基板の前記非表示領域に配され、
前記第２基板の前記非表示領域には、前記遮光膜が配されている請求項１から請求項４の何れか一項に記載の表示パネル。
【請求項６】
前記第１基板上に設けられた第２のトランジスタをさらに有し、
前記第２のトランジスタは、
酸化物半導体膜と、
少なくとも一部が平面に視て前記酸化物半導体膜と重畳する第２ゲート電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記酸化物半導体膜に接続される第２ソース電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記第２ソース電極部との間に間隔を空けつつ前記酸化物半導体膜に接続される第２ドレイン電極部と、を有して構成され、
前記第２ゲート電極部には、第３電圧と、前記第３電圧よりも高い第４電圧と、が周期的に交互に印加され、前記第３電圧と第３電圧印加時間との積、並びに、前記第４電圧と第４電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が負の値となるように制御され、
前記遮光膜は、平面に視て前記第２のトランジスタと重畳する位置を覆うように形成されている請求項１から請求項５の何れか一項に記載の表示パネル。
【請求項７】
前記表示パネルは、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域と、画像が表示されない非表示領域と、に区分され、
前記第２のトランジスタは、前記第１基板の前記表示領域に配されている請求項６に記載の表示パネル。
【請求項８】
前記第１基板と前記第２基板との間に封止された液晶層を備え、
前記液晶層に電気信号を供給することで画像が表示される請求項１から請求項７の何れか一項に記載の表示パネル。
【請求項９】
請求項１から請求項８の何れか一項に記載の表示パネルを備える表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本明細書により開示される技術は、表示パネル及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
対向配置される一対の基板の間に電気光学物質を封止し、この電気光学物質に電気信号を供給することで画像を表示する表示パネルが知られている。このような表示パネルには、電気光学物質に電気信号を供給し各画素の動作を制御するためのスイッチング素子として、多数のＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）が用いられている。このＴＦＴの活性層として、非晶質シリコン等のシリコン半導体膜に替えて、酸化物半導体膜を用いることが提案されている。
【０００３】
酸化物半導体膜は、シリコン半導体膜と比較して電子移動度が高く均一性に優れているが、電圧の印加等の電気的ストレスによって電気的特性が変化する。電気的特性が変化してＴＦＴの閾値が上昇し、電気光学物質に電気信号が適切に供給されなくなると、点灯不良等の不具合が発生する原因となる。そこで、例えば下記特許文献１には、ＴＦＴ使用時の電気的ストレスによる電気的特性に対する影響を抑制するために、ＴＦＴの非駆動時にゲート端子・ソース端子間に電気的ストレスを付与する駆動方法が提案されている。
【０００４】
ところで、従来の表示パネルでは、通常、画像が表示される表示領域において画像を表示する各画素の間に配される遮光膜が、ゲート配線及びソース配線と平面に視て重畳するように位置し、各配線の交差部に配される表示領域用ＴＦＴの表側を覆っている。また、画像が表示されない非表示領域にも非表示領域用ＴＦＴが配設されることがあるが、非表示領域用ＴＦＴの配設部分を含む非表示領域は、光漏れを抑制し表示画像のコントラストを高めるため、通常、遮光膜で覆われている。例えば下記特許文献２には、表示領域の遮光膜に開口部が形成された液晶パネルが開示されているが、この開口部は各絵素に設けられたセンサーダイオードに波長選択性のある膜を通して光を当てることを意図したものであり、ＴＦＴに光が当たる構造とはなっていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−４２６６４号公報
【特許文献２】特許第４９４６４２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献１によれば、ＴＦＴの電気的特性の変化は抑制されるものの、本来は駆動に必要でない電圧を印加する等してＴＦＴに電気的ストレスを付与する必要がある。また、上記特許文献２の液晶パネルを含め、従来の表示パネルでは、平面に視てＴＦＴの配設部分と重畳する位置に遮光膜が配されており、ＴＦＴに光が当たりにくい構造とされていた。本発明者らは、ＴＦＴが光を吸収することによって電気的特性が変化する（マイナス方向へのシフト量が増加する）ことに着目し、鋭意検討の結果、所定の方法で駆動されるＴＦＴでは、これに光が当たるように構成することによって電気的特性の変化を抑制し得ることを見出し、本発明に至った。
【０００７】
本技術は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、酸化物半導体膜を有して構成されたＴＦＴの電気的特性の変化を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（１）本明細書が開示する技術の一実施形態は、
画像を表示可能な表示パネルであって、
第１基板と、
前記第１基板に対向配置された第２基板と、
前記第１基板及び前記第２基板の間に封止された電気光学物質と、
前記第１基板上に設けられ、前記電気光学物質に電気信号を供給するトランジスタであって、活性層として酸化物半導体膜を有するトランジスタと、
前記第２基板上に設けられ、可視光の透過を遮断する遮光膜であって、平面に視て前記トランジスタと重畳する位置に開口部を有する遮光膜と、を備える表示パネルである。
【０００９】
酸化物半導体膜を活性層とするトランジスタでは、電気的ストレスだけでなく光の吸収によっても、電気的特性が変化する。上記構成によれば、遮光膜に開口部を形成してＴＦＴに光が当たる構造とすることで、光の吸収による変化とは逆の方向に電気的特性を変化させるような電気的ストレスが付与されるトランジスタに対し、光を吸収させて電気的ストレスによる変化を打ち消して、全体的な電気的特性の変化を抑制することが可能となる。この結果、トランジスタの性能が安定し、表示不良等の発生が低減された表示パネルを得ることができる。
なお、上記において電気光学物質とは、電気信号（電流信号または電圧信号）の供給によって透過率や輝度といった光学的特性が変化する物質であって、例えば液晶や有機ＥＬ等が含まれる。
【００１０】
（２）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、
前記トランジスタは、
少なくとも一部が平面に視て前記酸化物半導体膜と重畳する第１ゲート電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記酸化物半導体膜に接続される第１ソース電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記第１ソース電極部との間に間隔を空けつつ前記酸化物半導体膜に接続される第１ドレイン電極部と、を有して構成されており、
前記第１ゲート電極部には、第１電圧と、前記第１電圧よりも高い第２電圧とが周期的に交互に印加され、前記第１電圧と第１電圧印加時間との積、並びに、前記第２電圧と第２電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が正の値となるように制御される第１のトランジスタである、表示パネルである。
【００１１】
（３）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（２）の構成に加え、
前記遮光膜の前記開口部は、平面に視て少なくとも前記酸化物半導体膜の前記第１ソース電極部との接続部分と前記第１ドレイン電極部との接続部分との間に形成される第１チャネル部と重畳する位置に形成されている、表示パネルである。
【００１２】
（４）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（１）から上記（３）の何れか一項に記載の構成に加え、
前記第２基板において前記遮光膜の前記開口部と重畳する位置には、所定の波長の可視光を選択的に透過させるカラーフィルタが設けられている、表示パネルである。
【００１３】
（５）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（１）から上記（４）の何れか一項に記載の構成に加え、
前記表示パネルは、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域と、画像が表示されない非表示領域と、に区分され、
前記トランジスタは、前記第１基板の前記非表示領域に配され、
前記第２基板の前記非表示領域には、前記遮光膜が配されている、表示パネルである。
【００１４】
（６）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（１）から上記（５）の何れか一項に記載の構成に加え、
前記第１基板上に設けられた第２のトランジスタをさらに有し、
前記第２のトランジスタは、
酸化物半導体膜と、
少なくとも一部が平面に視て前記酸化物半導体膜と重畳する第２ゲート電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記酸化物半導体膜に接続される第２ソース電極部と、
少なくとも一部が前記酸化物半導体膜上に積層されるとともに前記第２ソース電極部との間に間隔を空けつつ前記酸化物半導体膜に接続される第２ドレイン電極部と、を有して構成され、
前記第２ゲート電極部には、第３電圧と、前記第３電圧よりも高い第４電圧と、が周期的に交互に印加され、前記第３電圧と第３電圧印加時間との積、並びに、前記第４電圧と第４電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が負の値となるように制御され、
前記遮光膜は、平面に視て前記第２のトランジスタと重畳する位置を覆うように形成されている、表示パネルである。
【００１５】
（７）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（６）に記載の構成に加え、
前記表示パネルは、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域と、画像が表示されない非表示領域と、に区分され、
前記第２のトランジスタは、前記第１基板の前記表示領域に配されている、表示パネルである。
【００１６】
（８）また、本明細書が開示する技術のある実施形態は、上記（１）から上記（７）の何れか一項に記載の構成の表示パネルを備える、表示装置である。
【発明の効果】
【００１７】
本技術によれば、トランジスタの電気的特性の変化を抑制することで表示パネルの作動を安定させ、表示不良等の発生が低減された表示パネル及び表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施形態１に係る液晶表示装置の液晶パネルと実装部品との接続構成の概略を示す平面模式図
【図２】液晶パネルの表示領域における断面構成の概略を示す断面模式図
【図３】液晶パネルの非表示領域用ＴＦＴ近傍における断面構成の概略を示す断面模式図
【図４】液晶パネルを構成するアレイ基板の配線構成の概略を示す平面模式図
【図５Ａ】電気的ストレスによるＴＦＴの電気的特性の変化の概要を表すグラフ（光の吸収がない場合）
【図５Ｂ】電気的ストレスによるＴＦＴの電気的特性の変化の概要を表すグラフ（光の吸収がある場合）
【図６】必要電流値Ｉ０を確保するための電圧の電気的ストレスによる変化の概要を表すグラフ（一点鎖線：光の吸収がない場合；二点鎖線：光の吸収がある場合）
【図７】実施形態２に係る液晶パネルの非表示領域における断面構成を示す断面模式図
【発明を実施するための形態】
【００１９】
＜実施形態１＞
実施形態１を、図１から図６によって説明する。本実施形態１では、液晶表示装置（表示装置の一例）１について例示する。なお、各図面の一部にはＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を示しており、各軸方向が各図において同一方向となるように描かれている。また、図２、図３等の上側を表側（同図下側を裏側）とし、複数の同一部材については、一の部材に符号を付して他の部材については符号を省略することがある。
【００２０】
液晶表示装置１の概略構成について説明する。
図１に示すように、液晶表示装置１は、液晶パネル（表示パネルの一例）１０を備えており、液晶パネル１０の裏面側には、表示のための照明光を照射するバックライトユニット（照明装置）が取り付けられている。
バックライトユニットに関しては図示を省略しているが、液晶パネル１０に対して例えば白色の光を発する光源（例えばＬＥＤ等）や光源からの光に光学作用を付与することで面状の光に変換する光学部材等を有する。なお、液晶パネル１０の表側には、例えば図示しない枠状部材（ベゼル）を配置して、液晶パネル１０の外周部分（後述する非表示領域ＮＡＡ）を挟み込んで保持する構成としてもよい。
【００２１】
液晶パネル１０について説明する。
図１に示すように、液晶パネル１０は、全体として縦長な方形状（矩形状）をなしており、その長辺方向がＹ軸方向と、短辺方向がＸ軸方向と、それぞれ一致している。液晶パネル１０は、その長辺方向における一方の端部側（図１に示す上側）に片寄った位置に配され、画像を表示可能な方形状の表示領域（アクティブエリア）ＡＡと、表示領域ＡＡを取り囲む額縁状（方形枠状）をなし、画像が表示されない非表示領域（ノンアクティブエリア）ＮＡＡと、に区分される。なお、図１では、後述するＣＦ基板２０よりも小さな枠状の一点鎖線が表示領域ＡＡの外形を表しており、当該一点鎖線よりも外側の領域が非表示領域ＮＡＡとなっている。
【００２２】
図１及び図２に示すように、液晶パネル１０は、一対の基板２０，３０を貼り合わせてなり、表側に配されるものがＣＦ基板（対向基板。第２基板の一例）２０とされ、裏側（背面側）に配されるものがアレイ基板（アクティブマトリクス基板。第１基板の一例）３０とされる。なお、液晶パネル１０において、画像は、表側の面、すなわちＣＦ基板２０の外側の板面から視認可能に表示される。図１に示すように、アレイ基板３０は、短辺の長さ寸法がＣＦ基板２０と概ね同等であるものの、長辺の長さ寸法がＣＦ基板２０よりも大きく形成され、ＣＦ基板２０に対して一方（図１に示す上側）の短辺をなす側縁を揃えた状態で貼り合わせられている。従って、アレイ基板３０の他方（図１に示す下側）の短辺を含む側縁部は、ＣＦ基板２０の下側の側縁から延出しており、所定範囲にわたってＣＦ基板２０が重なり合うことがない基板非重畳領域が存在する。なお、図１に示すように、前述の表示領域ＡＡは基板重畳領域の中央部に画成されており、基板重畳領域の外周端部と基板非重畳領域は、その全域が非表示領域ＮＡＡとされる。
【００２３】
図１に示すように、液晶パネル１０の基板非重畳領域には、液晶パネル１０を駆動する各種電気信号を供給するための各種電子部品が実装される。本実施形態１では、液晶パネル１０を駆動するドライバ（パネル駆動部）５１と、ドライバ５１に対して各種入力信号を外部から供給する制御回路基板（外部の信号供給源）５２と、液晶パネル１０と外部の制御回路基板５２とを電気的に接続するフレキシブル基板（外部接続部品）５３が接続されている。なお、ドライバ５１は、後述する駆動回路８０を内部に有するＬＳＩチップからなるものとされ、信号供給源である制御回路基板５２から供給される信号に基づいて作動することで、制御回路基板５２から供給される入力信号を処理して出力信号を生成し、その出力信号を液晶パネル１０の表示領域ＡＡに出力する。
【００２４】
図２等に示すように、互いに対向状に配置された一対の基板２０，３０の間には、電気光学物質である液晶分子を含む液晶層４０が介設されており、後述するシール部４５（図１等参照）によって封止されている。本実施形態１に係る液晶層４０を構成する液晶材料には、例えばネガ型のネマティック液晶材料が用いられており、両基板２０，３０間に電界が付与されていない初期状態（無通電状態）において、液晶分子は各基板２０，３０の表面に形成された後述する各配向膜２８，３８に対して概ね垂直に配向する。すなわち、本実施形態１では、いわゆるＶＡモードで動作する液晶パネル１０を例示する。
シール部４５は、図１に示すように、非表示領域ＮＡＡである基板重畳領域の外周端部全周にわたって延在する形で、両基板２０，３０間に設けられており、全体として平面に視て方形の枠状（無端環状）をなしている。このシール部４５によって、両基板２０，３０の外周端部において液晶層４０の厚さ分のギャップ（セルギャップ）が保持される。
【００２５】
続いて、アレイ基板３０及びＣＦ基板２０に設けられる構造について、図２から図４を参照しつつ説明する。なお、各図では、各種構造物を簡略化するとともに一部の図示を省略している。特に、液晶パネル１０の表示領域ＡＡにおける概略断面図である図２では構造物の多くを省略しているが、図２において省略した構造の一部は、液晶パネル１０の非表示領域ＮＡＡにおける部分拡大断面図である図３に表されている。
図２等に示すように、ＣＦ基板２０及びアレイ基板３０は、それぞれ無アルカリガラスや石英ガラス等からなる透明なガラス基板ＧＳを備えており、それぞれのガラス基板ＧＳ上に、既知のフォトリソグラフィ法等によって複数の膜が積層されてなる。両基板２０，３０の最も外側の面には、それぞれ偏光板２９，３９が貼り付けられている。
表示領域ＡＡにおける両基板２０，３０の最も液晶層４０側には、図２に示すように、液晶層４０を構成する液晶材料（液晶分子ＬＣ）を配向させるための配向膜２８，３８が、それぞれ形成されている。配向膜２８，３８は何れも例えばポリイミドからなり、例えば特定の波長領域の光（例えば紫外線等）が照射されることで、その光の照射方向に沿って液晶分子を配向させることが可能な光配向膜とされる。本実施形態１に係る液晶パネル１０は、既述したようにいわゆるＶＡモードで動作するものであり、配向膜２８，３８には、液晶分子の長軸を基板に対して法線方向に配向させる垂直配向膜が使用される。配向膜２８，３８は、それぞれ各基板２０，３０の少なくとも表示領域ＡＡのほぼ全域にわたってベタ状に形成されている。
【００２６】
まず、アレイ基板３０に設けられる構造について説明する。
図３等に表されているように、本実施形態１に係るアレイ基板３０の内面側（液晶層４０側、ＣＦ基板２０との対向面側）には、下層（ガラス基板ＧＳ）側から順に、第１金属膜（ゲート金属膜）３１、ゲート絶縁膜３２、酸化物半導体膜３３、第２金属膜（ソース金属膜）３４、層間絶縁膜（図示せず）、有機絶縁膜３５、透明電極膜３６（図２参照）等の膜が積層形成されている。なお、アレイ基板３０内に形成される膜はこれらに限定されるものではなく、上記の膜に加えて、或いは上記の膜に替えて、他の層間絶縁膜や保護膜等が適宜積層配置されていてもよい。
上記した膜のうち、図２に表されている透明電極膜３６は、アレイ基板３０の表示領域ＡＡにのみ形成され、非表示領域ＮＡＡには形成されない。また、図３に表されているゲート絶縁膜３２、有機絶縁膜３５を含む各絶縁膜は、アレイ基板３０のほぼ全面にわたるベタ状のパターン（一部に開口を有する）として形成されている。そして、第１金属膜３１、酸化物半導体膜３３及び第２金属膜３４は、アレイ基板３０の表示領域ＡＡ及び非表示領域ＮＡＡの双方に所定のパターンでもって形成されている。
【００２７】
第１金属膜３１及び第２金属膜３４は、例えば銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステン等の中から選択される１種類の金属材料からなる単層膜又は異なる種類の金属材料からなる積層膜や合金によって形成できる。第１金属膜３１は、後述するゲート配線５８や、表示領域用ＴＦＴ６０の第２ゲート電極部６１、非表示領域用ＴＦＴ７０の第１ゲート電極部７１等を構成する。また、第２金属膜３４は、ゲート絶縁膜３２を介して第１金属膜３１の上層側に配され、後述するソース配線５９や、表示領域用ＴＦＴ６０の第２ソース電極部６２及び第２ドレイン電極部６３、並びに、非表示領域用ＴＦＴ７０の第１ソース電極部７２及び第１ドレイン電極部７３等を構成する。
ゲート絶縁膜３２は、少なくとも第１金属膜３１の上層側に積層される。ゲート絶縁膜３２及び層間絶縁膜は、例えば窒化珪素（ＳｉＮＸ）や酸化珪素（ＳｉＯ２）からなるものとされる。
酸化物半導体膜３３は、ゲート絶縁膜３２の上層側に積層されるものであり、例えば酸化物半導体の一種であるインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物薄膜からなるものとされる。酸化物半導体膜３３であるインジウム（Ｉｎ）、ガリウム（Ｇａ）及び亜鉛（Ｚｎ）を含む酸化物薄膜は、非晶質または結晶質とされており、高い電子移動度を有している。酸化物半導体膜３３は、後述する表示領域用ＴＦＴ６０の第２チャネル部６４や、非表示領域用ＴＦＴ７０の第１チャネル部７４等を構成する。
有機絶縁膜３５は、例えば有機材料であるアクリル系樹脂（例えばポリメタクリル酸メチル樹脂（ＰＭＭＡ））からなり、平坦化膜として機能する。
透明電極膜３６は、有機絶縁膜３５の上層側に積層されるものであり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）或いはＺｎＯ（Zinc Oxide）といった透明電極材料からなる。透明電極膜３６は、後述する画素電極５５を構成する。
【００２８】
アレイ基板３０の表示領域ＡＡにおける内面側には、図２に示すように、上記した各種の膜により、スイッチング素子である表示領域用ＴＦＴ（第２のトランジスタの一例）６０及び画素電極５５が多数個ずつマトリクス状に並んで設けられるとともに、図４に示すように、格子状をなすソース配線（列制御線、データ線、配線）５９及びゲート配線（行制御線、走査線）５８が、表示領域用ＴＦＴ６０及び画素電極５５を取り囲むように配設されている。言い換えると、格子状をなすソース配線５９及びゲート配線５８の交差部に、表示領域用ＴＦＴ６０及び画素電極５５が列方向（Ｙ軸方向）及び行方向（Ｘ軸方向）に沿って行列状（マトリクス状）に複数ずつ並んで配置されている。
【００２９】
図４に示すように、ゲート配線５８は、既述した第１金属膜３１からなり、Ｘ軸方向に沿って延在し多数本がＹ軸方向に間隔を空けて並んで配される。ソース配線５９は、第２金属膜３４からなり、Ｙ軸方向に沿って延在し多数本がＸ軸方向に間隔を空けて並んで配される。なお、アレイ基板３０には、ゲート配線５８に並行するとともに画素電極５５を横切る容量配線（図示せず）を設けることも可能である。
【００３０】
表示領域用ＴＦＴ６０は、既述した酸化物半導体膜３３を活性層とする既知の構成のものであって、例えば図３に表された非表示領域用ＴＦＴ７０と同様の構成部位を有するものとすることができる。本実施形態１では、表示領域用ＴＦＴ６０として非表示領域用ＴＦＴ７０と同様の構成部位を有するものを使用するため、図３の非表示領域用ＴＦＴ７０に係る各構成部位に、表示領域用ＴＦＴ６０に係る構成部位についての符号を併記して示す。表示領域用ＴＦＴ６０は、第１金属膜３１からなる第２ゲート電極部６１と、この上層側にゲート絶縁膜３２を介して少なくとも一部が平面に視て重畳するように配された酸化物半導体膜３３と、少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに酸化物半導体膜３３に接続される第２ソース電極部６２と、少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに第２ソース電極部６２との間に間隔を空けつつ酸化物半導体膜３３に接続される第２ドレイン電極部６３と、を有して構成される。酸化物半導体膜３３において、第２ソース電極部６２との接続部分と第２ドレイン電極部６３との接続部分との間は、第２チャネル部６４とされる。なお、表示領域用ＴＦＴ６０の各構成部位の寸法形状や配置は、図３に表されたものに限定されることなく、適宜調整できる。
図２では図示を省略しているが、表示領域用ＴＦＴ６０は、ゲート配線５８及びソース配線５９に接続されるほか、有機絶縁膜３５等に設けられたコンタクトホールにおいて画素電極５５にも接続されている。ゲート配線５８に伝送される走査信号に基づいて表示領域用ＴＦＴ６０が駆動され、表示領域用ＴＦＴ６０の第２チャネル部６４を介してソース配線５９に伝送された画像信号が画素電極５５に供給されることで、画素電極５５が所定の電位に充電される。
【００３１】
アレイ基板３０の非表示領域ＮＡＡにおける表面側には、図４に示すように、表示領域ＡＡにおける短辺部に隣り合う位置に列制御回路部（ソースドライバ駆動回路部）８１が設けられる一方、表示領域ＡＡにおける長辺部に隣り合う位置に行制御回路部（ゲートドライバ駆動回路部）８２が設けられている。列制御回路部８１及び行制御回路部８２は、ドライバ５１に搭載された駆動回路８０からの出力信号を表示領域用ＴＦＴ６０に供給するための制御を行うことが可能とされている。列制御回路部８１及び行制御回路部８２は、酸化物半導体膜３３や、第１金属膜３１、第２金属膜３４等をベースとして、アレイ基板３０上にモノリシックに形成されている。これら列制御回路部８１及び行制御回路部８２は、図４に示すように、非表示領域ＮＡＡにおいてシール部４５よりも中央側、つまり表示領域ＡＡ側に配されている。なお、図１ではシール部４５を点線で示していたが、図４ではシール部４５を二点鎖線で図示している。列制御回路部８１及び行制御回路部８２は、アレイ基板３０の製造工程において表示領域用ＴＦＴ６０等をパターニングする際に、既知のフォトリソグラフィ法によって同時に、アレイ基板３０上にパターニングされている。
【００３２】
列制御回路部８１は、図４に示すように、表示領域ＡＡにおける同図下側の短辺部に隣り合う位置、言い換えるとＹ軸方向について表示領域ＡＡとドライバ５１との間となる位置に配されており、Ｘ軸方向に沿って延在する横長な略方形状の範囲に形成されている。この列制御回路部８１は、表示領域ＡＡに配されたソース配線５９に接続されるとともに、ドライバ５１からの出力信号に含まれる画像信号を、各ソース配線５９に振り分けるスイッチ回路（ＲＧＢスイッチ回路）を有している。具体的には、ソース配線５９は、アレイ基板３０の表示領域ＡＡにおいて多数本がＸ軸方向に並列して配置されるとともに、Ｒ（赤色），Ｇ（緑色），Ｂ（青色）の各色の表示画素をなす各表示領域用ＴＦＴ６０にそれぞれ接続されているのに対して、列制御回路部８１は、スイッチ回路によってドライバ５１からの画像信号をＲ，Ｇ，Ｂの各ソース配線５９に振り分けて供給している。また、列制御回路部８１は、レベルシフタ回路やＥＳＤ保護回路等の付属回路を備えることも可能である。
【００３３】
他方、行制御回路部８２は、図４に示すように、表示領域ＡＡにおける同図左側の長辺部に隣り合う位置に配されており、Ｙ軸方向に沿って延在する縦長な略方形状の範囲に形成されている。行制御回路部８２は、表示領域ＡＡに配されたゲート配線５８に接続されるとともに、ドライバ５１からの出力信号に含まれる走査信号を、各ゲート配線５８に所定のタイミングで供給して各ゲート配線５８を順次に走査する走査回路を有している。具体的には、ゲート配線５８は、アレイ基板３０の表示領域ＡＡにおいて多数本がＹ軸方向に並列して配置されているのに対して、行制御回路部８２は、走査回路によってドライバ５１からの制御信号（走査信号）を、表示領域ＡＡにおいて図４に示す上端位置のゲート配線５８から下端位置のゲート配線５８に至るまで順次に供給することで、ゲート配線５８の走査を行っている。なお、列制御回路部８１及び行制御回路部８２は、アレイ基板３０上に形成された図示しない接続配線によってドライバ５１に接続されている。
行制御回路部８２に備えられる走査回路には、ゲート配線５８に接続されるとともに走査信号を増幅させてゲート配線５８に出力するバッファ回路が含まれている。また、行制御回路部８２には、レベルシフタ回路やＥＳＤ保護回路等の付属回路を備えることも可能である。行制御回路部８２に備えられるこれらの各回路には、図３に示すような非表示領域用ＴＦＴ（第１のトランジスタの一例）７０が備えられている。非表示領域用ＴＦＴ７０は、アレイ基板３０の板面のうち非表示領域ＮＡＡに配されるとともに、アレイ基板３０の製造工程において表示領域用ＴＦＴ６０と同時に形成できる。非表示領域用ＴＦＴ７０は、例えば走査回路において行われる信号処理の最終段において走査信号を出力するものであり、非表示領域用ＴＦＴ７０の取り扱う電流量は、表示領域用ＴＦＴ６０が取り扱う電流量よりも大きなものとされる。
【００３４】
図３に示すように、非表示領域用ＴＦＴ７０は、既述した表示領域用ＴＦＴ６０と同様の各構成部位を有している。すなわち、第１金属膜３１からなる第１ゲート電極部７１と、この上層側にゲート絶縁膜３２を介して少なくとも一部が平面に視て重畳するように配された酸化物半導体膜３３と、少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに酸化物半導体膜３３に接続される第１ソース電極部７２と、少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに第１ソース電極部７２との間に間隔を空けつつ酸化物半導体膜３３に接続される第１ドレイン電極部７３と、を有して構成される。酸化物半導体膜３３において、第１ソース電極部７２との接続部分と第１ドレイン電極部７３との接続部分との間は、第１チャネル部７４とされる。酸化物半導体膜３３からなるこの第１チャネル部７４は、Ｘ軸方向に沿って延在するとともに第１ソース電極部７２と第１ドレイン電極部７３とを架け渡して両電極部７２，７３間での電荷の移動を可能としている。第１ソース電極部７２と第１ドレイン電極部７３とは、第１チャネル部７４の延在方向（Ｘ軸方向）について所定の間隔を空けつつ対向状に配されている。なお、非表示領域用ＴＦＴ７０の各構成部位の寸法形状や配置は、表示領域用ＴＦＴ６０と同様、図３に表されたものに限定されず、適宜調整することができる。
上記したように、非表示領域用ＴＦＴ７０及び表示領域用ＴＦＴ６０は、何れも活性層として酸化物半導体膜３３を有し、最下層に配されたゲート電極部７１，６１の上層側にゲート絶縁膜３２を介してチャネル部７４，６４が積層された逆スタガ型とされている。なお、非表示領域用ＴＦＴ７０の各構成部位を表示領域用ＴＦＴ６０の各構成部位と同様の配置構成としたことで、歩留まりの向上等を図る上で好適とされている。
【００３５】
次に、ＣＦ基板２０に設けられる構造について説明する。
図２に示すように、ＣＦ基板２０の表示領域ＡＡにおける内面側（液晶層４０側、アレイ基板３０との対向面側）には、赤色（Ｒ），緑色（Ｇ），青色（Ｂ）を呈する３色のカラーフィルタ２１が設けられている。カラーフィルタ２１は、例えば互いに異なる色のものがＸ軸方向に沿って多数並ぶとともに、同色を呈するものがＹ軸方向に沿って多数並ぶことで、全体としてマトリクス状に配列されており、それぞれが既述したアレイ基板３０側の各画素電極５５と平面に視て重畳する配置とされている。本実施形態１に係る液晶パネル１０では、Ｘ軸方向に沿って並ぶＲ，Ｇ，Ｂのカラーフィルタ２１と、各カラーフィルタ２１と対向する３つの画素電極５５と、の組によって表示単位である１つの画素部が構成されている。そして、隣り合うカラーフィルタ２１間には、可視光の透過を遮断する遮光膜（ブラックマトリクス）２２からなる略格子状の画素間遮光部２２Ａが形成されている。画素間遮光部２２Ａは、隣り合う画素部間を光が行き交うのを防いで階調の独立性を担保するのに機能し、特にＹ軸方向に沿って延在する部分は、異なる色を呈する画素部間の混色を防いでいる。画素間遮光部２２Ａは、既述したゲート配線５８及びソース配線５９と平面に視て重畳する配置とされており、配線５８，５９の交差部に位置する表示領域用ＴＦＴ６０の表側も覆っている。なお、遮光膜２２は、表示領域ＡＡと非表示領域ＮＡＡとに跨る範囲にわたって設けられており、表示領域ＡＡではゲート配線及びソース配線と重畳する格子状の画素間遮光部２２Ａを形成する一方、非表示領域ＮＡＡでは概ねベタ状に配されて、後述する周辺遮光部２２Ｂを形成している。遮光膜２２には、金属材料を用いてもよいが、外光の多重反射を抑制する観点では、樹脂材料からなるものとすることが好ましい。
【００３６】
図２に示すように、カラーフィルタ２１及び画素間遮光部２２Ａの表面（液晶層４０側の面）には、対向電極２５が設けられている。対向電極２５は、ＣＦ基板２０の内面におけるほぼ全域にわたってベタ状に形成されている。対向電極２５は、既述した画素電極５５と同じく、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）或いはＺｎＯ（Zinc Oxide）といった透明電極材料からなるものとすることができる。対向電極２５は、常に一定の基準電位に保たれているので、各表示領域用ＴＦＴ６０が駆動されるのに伴って各表示領域用ＴＦＴ６０に接続された各画素電極５５に電位が供給されると、各画素電極５５との間に電位差が生じる。そして、対向電極２５と各画素電極５５との間に生じる電位差に基づいて液晶層４０に含まれる液晶分子の配向状態が変化し、それに伴って透過光の偏光状態が変化して、液晶パネル１０の透過光量が画素部毎に個別に制御されるとともに所定のカラー画像が表示されるようになっている。なお、対向電極２５の表面には、一対の基板２０，３０間の間隔、つまり液晶層４０の厚み（セルギャップ）を保持するためのスペーサが設けられていてもよい。
【００３７】
図３に示すように、ＣＦ基板２０の非表示領域ＮＡＡにおける内面側には、遮光膜２２からなる周辺遮光部２２Ｂが設けられている。なお、周辺遮光部２２Ｂの表面（液晶層４０側の面）にも、既述した対向電極２５が配されている。
ここで、図３に示すように、本実施形態１に係る周辺遮光部２２Ｂには、開口部２２Ｈが形成されている。開口部２２Ｈは、平面に視て非表示領域用ＴＦＴ７０と重畳する位置、詳しくは少なくとも第１チャネル部７４と重畳する位置を含むように形成されていることが好ましい。本実施形態１に係る液晶パネル１０は、このように周辺遮光部２２Ｂに開口部２２Ｈが形成されていることにより、液晶パネル１０の表面側からの可視光が、開口部２２Ｈを通過してアレイ基板３０側に到達し、非表示領域用ＴＦＴ７０を構成する酸化物半導体膜３３に照射され吸収され得るように構成されている。
【００３８】
続いて、以上のように構成された液晶パネル１０における表示領域用ＴＦＴ６０及び非表示領域用ＴＦＴ７０の作動について、説明する。
信号供給源である制御回路基板５２からフレキシブル基板５３等を介してドライバ５１に供給された入力信号は、ドライバ５１内の駆動回路８０で処理され、出力信号として列制御回路部８１及び行制御回路部８２に向けて出力される。この出力信号のうち走査信号は、行制御回路部８２の走査回路で増幅されて各ゲート配線５８に所定のタイミングで供給され、各ゲート配線５８を順次に走査する。これにより、表示領域用ＴＦＴ６０の第２ゲート電極部６１に、周期的に所定のゲート電圧が印加される。この際、行制御回路部８２の走査回路に含まれるバッファ回路やレベルシフタ回路、ＥＳＤ保護回路等に配された非表示領域用ＴＦＴ７０の第１ゲート電極部７１にも、周期的に所定のゲート電圧が印加される。他方、ドライバ５１から出力される出力信号のうち画像信号は、列制御回路部８１のスイッチ回路によって各ソース配線５９に振り分けられ、第２ソース電極部６２へと伝えられる。
【００３９】
ここで、各ゲート電極部６１，７１に印加される各ゲート電圧は、表示領域用ＴＦＴ６０と非表示領域用ＴＦＴ７０の役割に合わせて、大きさ（印加電圧）及びタイミング（電圧印加時間）が異なるように制御される。
具体的には、通常、複数の表示領域用ＴＦＴ６０に係るゲート電圧は、比較的低くマイナス電圧となる第３電圧に維持され、数千〜数万分の１秒程度の時間割合で、比較的高い第４電圧が順次各第２ゲート電極部６１に印加される。例えば、第３電圧を−１０Ｖ、第４電圧を＋２０Ｖとし、−１０Ｖに維持された第２ゲート電極部に、６０，０００秒の単位周期あたり１秒の時間割合で＋２０Ｖが印加されるように制御することができる。このような表示領域用ＴＦＴ６０では、第３電圧と第３電圧印加時間との積、並びに、前記第４電圧と第４電圧印加時間との積の単位周期当たりの和は負の値となる（（−１０Ｖ×５９，９９９／６０，０００）＋（＋２０Ｖ×１／６０，０００）＝（−５９９，９９０Ｖ＋２０Ｖ）／６０，０００＝−５９９，９７０Ｖ／６０，０００）。
一方、ドライバ５１からの出力信号を増幅する機能を有する非表示領域用ＴＦＴ７０に係るゲート電圧は、表示領域用ＴＦＴ６０のゲート電圧と比較して、より高い電圧がより大きな時間割合で印加されるように制御される。例えば、比較的低い第１電圧を０Ｖ、比較的高い第２電圧を＋３０Ｖとし、これらが等時間割合で交互に印加されるように制御することができる。このような非表示領域用ＴＦＴ７０では、第１電圧と第１電圧印加時間との積、並びに、前記第２電圧と第２電圧印加時間との積の単位周期当たりの和は正の値となる（（０Ｖ×１／２）＋（＋３０Ｖ×１／２）＝＋１５Ｖ）。
【００４０】
続いて、電気的ストレス及び光の吸収がＴＦＴの電気的特性に与える影響について、検証する。
本実施形態１に係る両ＴＦＴ６０，７０のように酸化物半導体膜を活性層として用いたＴＦＴでは、ゲート電極部に電圧が印加されることによってその電気的特性がシフトし、電気的ストレスが周期的に与え続けられることによって、全体として電気的特性が移動していく。以下、活性層として酸化物半導体膜を有する検証用ＴＦＴを使用し、非表示領域用ＴＦＴ７０について上記したような方法でゲート電圧を印加した場合の、光の吸収が電気的特性の変化に与える影響について、図５Ａ、図５Ｂ、及び図６を参照しつつ、検証する。なお、図５Ａ及び図５Ｂは、何れも検証用ＴＦＴの電流電圧特性の変化の概要を表したものであるが、図５Ａは、検証用ＴＦＴが光を吸収しない場合の電気的特性を、図５Ｂは、検証用ＴＦＴが光を吸収する場合の電気的特性を、それぞれ示している。また、図６は、検証用ＴＦＴのゲート電極部に所定の周期で第１電圧及び第２電圧を交互に印加し続けた際に、十分な大きさのドレイン電流Ｉｄ（必要電流値Ｉ０）が確保できなくなる電圧（すなわち、当該ＴＦＴを液晶パネルの駆動に使用した場合に点灯不良が生じうる電圧）の変化をプロットしたものである。図６において、一点鎖線は検証用ＴＦＴが光を吸収しない場合の電圧を、二点鎖線は検証用ＴＦＴが光を吸収する場合の電圧を、それぞれ示している。
【００４１】
まず、光の吸収がない場合の電気的特性の変化について、図５Ａを参照しつつ説明する。
ゲート電極部に第１電圧（０Ｖ）が印加された初期状態において、検証用ＴＦＴの電気的特性は図５Ａの実線Ａ０で表される。正常な制御を行うのに必要なドレイン電流Ｉｄの値を必要電流値Ｉ０とすると、必要電流値Ｉ０を確保するために必要な必要電圧Ｖ０は、同図の電圧ａ０で表される。
所定のタイミングでゲート電極部に第２電圧（＋３０Ｖ）が印加されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、図５ＡにおいてＡ０から一定量だけプラス方向にシフトして一点鎖線Ｂ０１で表されるものとなる。この状態における必要電圧Ｖ０を、同図に表すように電圧ｂ０１とする。
さらに、所定のタイミングでゲート電極部への印加電圧が第１電圧（０Ｖ）に戻されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、図５ＡにおいてＢ０１からマイナス方向に一定量だけシフトして点線Ａ０１で表されるものとなる。この際、非表示領域用ＴＦＴ７０のような方法でゲート電圧が印加されるＴＦＴでは、Ａ０からＢ０１へのプラス方向へのシフト量よりも、Ｂ０１からＡ０１へのマイナス方向へのシフト量の方が小さくなることが知られており、Ａ０１はＡ０よりもプラス側に表れる。この状態における必要電圧Ｖ０を電圧ａ０１とすると、同図に表すように、電圧ａ０１は初期状態における電圧ａ０よりも大きな値となる。すなわち、｜ｂ０１−ａ０｜＞｜ｂ０１−ａ０１｜が成立する。
同様に、引き続きゲート電極部に第１電圧と第２電圧が周期的に交互に印加されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、Ａ０→Ｂ０１→Ａ０１→Ｂ０２→Ａ０２→…のように、全体としてプラス方向に移動していく。これに伴い、必要電圧Ｖ０も、第１電圧印加時はａ０→ａ０１→ａ０２→…、第２電圧印加時はｂ０１→ｂ０２→…、とそれぞれについてプラス方向に移動する。
【００４２】
次に、光の吸収がある場合の電気的特性の変化について、光の吸収がない上記の場合と比較しながら、図５Ｂを参照しつつ説明する。なお、図５Ｂにおける検証用ＴＦＴの構成及び電圧印加方法・条件は、光の吸収の有無を除き、図５Ａの場合と同じとする。
ゲート電極部に第１電圧（０Ｖ）が印加され電気的特性が実線Ａ０で表される初期状態から、所定のタイミングでゲート電極部に第２電圧（＋３０Ｖ）が印加されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、図５Ｂにおいて一定量だけプラス側にシフトして一点鎖線Ｂ１で表されるものとなる。ここで、検証用ＴＦＴのように酸化物半導体膜を活性層として構成されたＴＦＴでは、光を吸収してもプラス方向へのシフト量は変わらない。よって、Ｂ１は光の吸収がない場合のＢ０１と一致し、この状態における必要電圧Ｖ０を電圧ｂ１とすると、電圧ｂ１は図５Ａにおける電圧ｂ０１と等しくなる。
さらに、所定のタイミングでゲート電極部への印加電圧が第１電圧（０Ｖ）に戻されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、図５ＢにおいてＢ１から一定量だけマイナス方向にシフトして点線Ａ１で表されるものとなる。この状態における必要電圧Ｖ０を、電圧ａ１とする。ここで、酸化物半導体膜を活性層として構成されたＴＦＴでは、光を吸収することによって、電気的特性のマイナス方向へのシフト量が増加することが知られている。図５Ｂは、光の吸収がある場合のマイナス方向へのシフト量が、プラス方向へのシフト量よりは小さいものの、光の吸収がない図５Ａの場合のマイナス方向へのシフト量よりも格段に大きくなる様子を示している。すなわち、図５Ｂと図５Ａとを比較すると明らかであるように、図５ＢにおけるＢ１からＡ１へのマイナス方向へのシフト量は、図５ＡにおけるＢ０１からＡ０１へのマイナス方向へのシフト量よりも大きくなって、プラス方向へのシフト量との差が格段に小さくなる。よって、｜ｂ１−ａ０｜＝｜ｂ０１−ａ０｜＞｜ｂ１−ａ１｜＞＞｜ｂ０１−ａ０１｜となり、｜ａ１−ａ０｜＜＜｜ａ０１−ａ０｜が成立する。
引き続きゲート電極部に第１電圧と第２電圧が周期的に交互に印加されると、検証用ＴＦＴの電気的特性は、Ａ０→Ｂ１→Ａ１→Ｂ２→Ａ２→…のように、全体としてプラス方向に移動していくが、その移動量は図５Ａの場合と比較して格段に小さくなる。この結果、第１電圧印加時及び第２電圧印加時の各状態における必要電圧Ｖ０の変化も、格段に小さくなる。
【００４３】
次に、図６を参照しつつ、光の吸収がない場合（一点鎖線）と、光の吸収がある場合（ニ点鎖線）の電気的特性の変化を改めて比較する。図５Ａ及び図５Ｂについて説明したように、検証用ＴＦＴに所定のゲート電圧を周期的に印加した場合、電気的特性が変化して徐々にプラス方向に移動していくが、同様の電気的ストレス（ゲート電圧の周期的な印加）が付与された場合であっても、光の吸収がある場合には、光の吸収がない場合と比較して、電気的特性の移動が抑制され、移動量が小さくなる。図６のように、ＴＦＴにおいて必要電流値Ｉ０が確保できなくなる電圧をゲート電圧印加時間（電気的ストレス付与時間）に対してプロットすると、右上がりの直線（もしくは曲線）が描かれるが、光の吸収がある場合（二点鎖線）には、光の吸収がない場合（一点鎖線）と比較して、その傾斜が緩やかとなる。図６は変化の概要を模式的に示したものであるが、例えば画素を点灯させるために３０Ｖの電圧が印加される構成の液晶パネルでは、光の吸収がない場合、ゲート電圧を約１０，０００時間印加し続けた時点において、必要電流値Ｉ０が確保できなくなって点灯不良を生じる虞がある。これに対し、光の吸収がある場合、約１，０００，０００時間に達するまでは必要電流値Ｉ０を確保でき、長期間にわたってＴＦＴを安定的に機能させて液晶パネルにおける表示不良の発生を抑制可能であることがわかる。
【００４４】
他方、活性層として酸化物半導体膜を有するＴＦＴを使用し、表示領域用ＴＦＴ６０について上記したような方法でゲート電圧を印加した場合には、二値的なゲート電圧の周期的な印加において、電気的特性のマイナス方向へのシフト量の方がプラス方向へのシフト量よりも大きくなる。よって、光の吸収がない場合であっても、周期的にゲート電圧を印加し続けることにより、電気的特性は全体としてマイナス方向に移動していく。光の吸収がある場合には、上記したようにマイナス方向へのシフト量が大きくなるため、電気的特性全体のマイナス方向への移動が増幅されて、ＴＦＴの駆動がさらに不安定化してしまう。
【００４５】
以上記載したように、本実施形態１に係る液晶パネル（表示パネルの一例）１０は、
画像を表示可能な液晶パネル１０であって、
アレイ基板（第１基板の一例）３０と、
アレイ基板３０に対向配置されたＣＦ基板（第２基板の一例）２０と、
アレイ基板及びＣＦ基板の間に封止された液晶層（電気光学物質の一例）４０と、
アレイ基板３０上に設けられ、液晶層４０に電気信号を供給するＴＦＴ（トランジスタの一例）であって、活性層として酸化物半導体膜３３を有する非表示領域用ＴＦＴ７０と、
ＣＦ基板２０上に設けられ、可視光の透過を遮断する遮光膜２２からなり、平面に視て非表示領域用ＴＦＴ７０と重畳する位置に開口部２２Ｈを有する周辺遮光部２２Ｂと、を備える。
【００４６】
酸化物半導体膜３３を活性層とするＴＦＴでは、電気的ストレスだけでなく光の吸収によっても、電気的特性が変化する。上記本実施形態１の構成によれば、光の吸収による変化とは逆の方向に電気的特性を変化させるようなゲート電圧が印加される（電気的ストレスが付与される）非表示領域用ＴＦＴ７０に対し、遮光膜２２に開口部２２Ｈを形成して光を当てることで、電気的ストレスによる変化を打ち消して、全体的な電気的特性の変化を抑制することが可能となる。この結果、非表示領域用ＴＦＴ７０の性能が安定し、表示不良等の発生が低減された液晶パネル１０を得ることができる。
【００４７】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０において、
非表示領域用ＴＦＴ７０は、
少なくとも一部が平面に視て酸化物半導体膜３３と重畳する第１ゲート電極部７１と、
少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに酸化物半導体膜３３に接続される第１ソース電極部７２と、
少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに第１ソース電極部７２との間に間隔を空けつつ酸化物半導体膜３３に接続される第１ドレイン電極部７３と、を有して構成されており、
第１ゲート電極部７１には、第１電圧（０Ｖ）と、第１電圧よりも高い第２電圧（＋３０Ｖ）とが周期的に交互に印加され、第１電圧と第１電圧印加時間との積、並びに、第２電圧と第２電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が正の値となるように制御される非表示領域用ＴＦＴ（第１のトランジスタの一例）７０である。
【００４８】
上記のように制御される非表示領域用ＴＦＴ７０では、第２電圧印加時には電気的特性がプラス方向にシフトし、第１電圧印加時にはマイナス方向にシフトするが、プラス方向のシフト量よりもマイナス方向のシフト量の方が小さくなる。このため、第１ゲート電極部７１に交互に印加されるゲート電圧（電気的ストレス）により、電気的特性は総じてプラス方向に移動していく。このような非表示領域用ＴＦＴ７０が光を吸収すると、光を吸収しない場合と比較して、マイナス方向へのシフト量が大きくなることが知られた。上記本実施形態１の構成によれば、遮光膜２２に形成された開口部２２Ｈを通過した光を非表示領域用ＴＦＴ７０に吸収させてマイナス方向へのシフト量を増加させることで、電気的特性の全体的なプラス方向への変化を抑制できる。
【００４９】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０において、
遮光膜２２の開口部２２Ｈは、平面に視て少なくとも酸化物半導体膜３３の第１ソース電極部７２との接続部分と第１ドレイン電極部７３との接続部分との間に形成される第１チャネル部７４と重畳する位置に形成されている。
【００５０】
上記したような光の吸収による電気的特性の抑制効果は、非表示領域用ＴＦＴ７０を構成する酸化物半導体膜３３に光が照射され吸収されることによって得られる。上記本実施形態１の構成によれば、遮光膜２２に形成する開口部２２Ｈの面積を抑制しながら、非表示領域用ＴＦＴ７０のうち酸化物半導体膜３３からなる第１チャネル部７４に光を当てることで、電気的特性の変化を効果的に抑制できる。
【００５１】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０において、
液晶パネル１０は、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域ＡＡと、画像が表示されない非表示領域ＮＡＡと、に区分され、
非表示領域用ＴＦＴ７０は、アレイ基板３０の非表示領域ＮＡＡに配され、
ＣＦ基板２０の非表示領域ＮＡＡには、遮光膜２２からなる周辺遮光部２２Ｂが配されている。
【００５２】
例えば非表示領域ＮＡＡにモノリシックに配される行制御回路部８２（ゲートドライバモノリシック回路、ＧＤＭ回路）の非表示領域用ＴＦＴ７０では、第１ゲート電極部７１に０Ｖと＋３０Ｖのゲート電圧が等時間ずつ印加されるなど、電気的特性をプラス方向に変化させるような制御が行われることが一般的である。そして、通常、非表示領域ＮＡＡは周辺遮光部２２Ｂで覆われているため、非表示領域ＮＡＡに配された非表示領域用ＴＦＴ７０に光が当たることは稀である。本技術は、このような非表示領域用ＴＦＴ７０の電気的特性の変化を抑制する際に特に有用である。
【００５３】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０において、
アレイ基板３０上に設けられた表示領域用ＴＦＴ（第２のトランジスタの一例）６０をさらに有し、
表示領域用ＴＦＴ６０は、
酸化物半導体膜３３と、
少なくとも一部が平面に視て酸化物半導体膜３３と重畳する第２ゲート電極部６１と、
少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに酸化物半導体膜３３に接続される第２ソース電極部６２と、
少なくとも一部が酸化物半導体膜３３上に積層されるとともに第２ソース電極部６２との間に間隔を空けつつ酸化物半導体膜３３に接続される第２ドレイン電極部６３と、を有して構成され、
第２ゲート電極部６１には、第３電圧（−１０Ｖ）と、第３電圧よりも高い第４電圧（＋２０Ｖ）と、が周期的に交互に印加され、第３電圧と第３電圧印加時間との積、並びに、第４電圧と第４電圧印加時間との積の単位周期当たりの和が負の値となるように制御され、
遮光膜２２は、平面に視て表示領域用ＴＦＴ６０と重畳する位置を覆うように形成されている。
【００５４】
上記本実施形態１のように制御される表示領域用ＴＦＴ６０では、第４電圧印加時には電気的特性がプラス方向にシフトし、第３電圧印加時にはマイナス方向にシフトするが、プラス方向のシフト量よりもマイナス方向のシフト量の方が大きくなる。このため、第２ゲート電極部６１に交互に印加されるゲート電圧（電気的ストレス）によって、電気的特性は総じてマイナス方向に移動していく。このような表示領域用ＴＦＴ６０が光を吸収すると、光を吸収しない場合と比較して、マイナス方向へのシフト量が大きくなって電気的特性の変化が増幅されてしまう。上記本実施形態１の構成によれば、電気的特性がプラス方向に変化するように制御される非表示領域用ＴＦＴ７０に光が当たるようにする一方で、マイナス方向に変化するように制御される表示領域用ＴＦＴ６０を遮光膜２２で覆って光が当たらないようにすることで、両ＴＦＴ６０，７０の電気的特性の変化が抑制され、表示不良の発生が一層低減される。
【００５５】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０において、
液晶パネル１０は、電気信号に応じて画像を表示可能な表示領域ＡＡと、画像が表示されない非表示領域ＮＡＡと、に区分され、
表示領域用ＴＦＴ６０は、アレイ基板３０の表示領域ＡＡに配されている。
【００５６】
例えば表示領域ＡＡの各画素に配されるＴＦＴでは、−１０Ｖが印加されたゲート電極部に、数万分の１秒程度の割合で＋２０Ｖが印加されるなど、電気的特性を全体としてマイナス方向に変化させるような制御が行われることが一般的である。このような表示領域用ＴＦＴ６０では、遮光膜２２で覆って光が当たらないようにすることで、電気的特性の変化が増幅されるのを抑制できる。
【００５７】
上記本実施形態１に係る液晶パネル１０は、
アレイ基板３０とＣＦ基板２０との間に封止された液晶層４０を備え、
液晶層４０に電気信号を供給することで画像が表示される。
【００５８】
上記本実施形態１の構成によれば、広く用いられている種々の液晶パネル１０の作動を安定させて表示不良の発生を低減することができる。
【００５９】
上記本実施形態１に係る液晶表示装置（表示装置の一例）１は、
上記に記載した液晶パネル１０を備える。
【００６０】
上記本実施形態１の構成によれば、例えば液晶パネル１０や有機ＥＬパネル等の表示パネルの表示不良の発生が低減され、表示品位や信頼性に優れた液晶表示装置１を得ることができる。
【００６１】
＜実施形態２＞
実施形態２を、図７によって説明する。
本実施形態２に係る液晶パネル２１０は、ＣＦ基板２２０に設けられた周辺遮光部２２２Ｂの開口部２２２Ｈ内に、カラーフィルタ２２１が設けられている点において、実施形態１に係る液晶パネル１０と相違している。以下、上記した実施形態１と同様の構造、作用および効果についての重複する説明は省略し、本実施形態２に係る液晶パネル２１０のアレイ基板２３０及びＣＦ基板２２０に設けられた構造について説明する。
【００６２】
本実施形態２では、ＣＦ基板２２０に対向電極が設けられておらず、代わりにアレイ基板２３０の表示領域ＡＡ内における画素電極の上層側（液晶層４０側）に、図示しない共通電極が設けられた構成、すなわち実施形態１に係る液晶パネル１０のようなＶＡモードではなく、ＩＰＳモード、例えばＦＦＳモードで動作する液晶パネル２１０について例示する。なお、アレイ基板２３０の表示領域ＡＡ内に設けられる各構造物は、既知の構成とすることができ、本技術の適用に影響するものではないため、図示及び詳しい説明は割愛する。アレイ基板２３０の非表示領域ＮＡＡには、図７に示されているように、実施形態１と同様の非表示領域用ＴＦＴ７０が配されているものとし、これについての説明も省略する。
【００６３】
図７に示すように、本実施形態２に係るＣＦ基板２２０の内面側には、オーバーコート膜２２３が設けられている。オーバーコート膜２２３は、実施形態１において既述した有機絶縁膜３５と同様に、例えばアクリル系樹脂（例えばＰＭＭＡ等）等の有機材料で形成することができ、自身よりも下層側に生じた段差を平坦化するのに機能する。オーバーコート膜２２３は、ＣＦ基板２０の内面において表示領域ＡＡと非表示領域ＮＡＡとに跨るほぼ全域にわたって概ねベタ状に形成されており、図示しない表示領域ＡＡ内ではカラーフィルタ及び画素間遮光部の上層側（液晶層４０側）に積層されている。
【００６４】
本実施形態２に係る周辺遮光部２２２Ｂには、実施形態１に係る周辺遮光部２２Ｂの開口部２２Ｈと同様の開口部２２２Ｈが形成されている。開口部２２２Ｈは、平面に視て非表示領域用ＴＦＴ７０と重畳する位置、少なくとも第１チャネル部７４と重畳する位置を含むように、形成されていることが好ましい。そして、本実施形態２では、図７に示すように、周辺カラーフィルタ２２１Ｂが開口部２２２Ｈ内に埋設されている。周辺カラーフィルタ２２１Ｂは、表示領域ＡＡ内に設けられるカラーフィルタと同様のものとすることができるが、短波長領域の光透過率が高いカラーフィルタを配することが好ましく、例えば青色（Ｂ）を呈する周辺カラーフィルタ２２１Ｂが配設される。そして、周辺カラーフィルタ２２１Ｂ及び周辺遮光部２２２Ｂの上層側（液晶層４０側）に、既述したオーバーコート膜２２３が積層形成される。
【００６５】
上記本実施形態２に係る液晶パネル２１０は、
ＣＦ基板２０において遮光膜２２２の開口部２２２Ｈと重畳する位置に、所定の波長の可視光を選択的に透過させるカラーフィルタ２２１が設けられている。
【００６６】
遮光膜２２２に開口部２２２Ｈを設けると、液晶パネル１０の外部から開口部２２２Ｈを通して非表示領域用ＴＦＴ７０等の内部構造が見えてしまい、好ましくない場合がある。上記構成によれば、カラーフィルタ２２１の存在によって、液晶パネル２１０の内部構造が外部から視認されにくくなる。なお、実施形態１において検証した酸化物半導体膜を有するＴＦＴにおける、光の吸収による電気的特性のマイナスシフト量の増加は、４００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光領域の光を受けた際に認められ、特に４００ｎｍ〜５００ｎｍの短波長域の光が効果的である。よって、カラーフィルタ２２１は、例えば可視光の短波長領域の光を多く透過させる青色のカラーフィルタとすることが好ましい。
【００６７】
＜他の実施形態＞
本技術は上記記述および図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態もこの技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態に記載したＴＦＴの制御方法は一例であって、印加電圧の大きさ及び電圧印加時間は、請求項に記載された条件を満たす範囲で適宜変更可能である。上記実施形態では、非表示領域用ＴＦＴ７０が行制御回路部８２に配されたものである場合について記載したが、これに限定されない。酸化物半導体を活性層とするＴＦＴであれば、各種電気信号を供給するためのものに、本技術は適用可能である。
（２）上記実施形態では、非表示領域ＮＡＡが表示領域ＡＡを取り囲む枠状に配された液晶パネルについて例示したが、これに限定されない。例えば非表示領域ＮＡＡが表示領域ＡＡの内側領域に配された構成の表示パネルにも、本技術は適用可能である。また、非表示領域用ＴＦＴが配される行制御回路部や列制御回路部の配置や構成も、適宜変更可能である。
（３）表示パネルの一例である液晶パネルの動作モードは特に限定されず、本技術は、様々なモードで動作する液晶パネルに適用可能である。さらに、表示パネルは、上記各実施形態に記載した透過型の液晶パネルに限定されるものではなく、反射型の液晶パネルや、他の種類の表示パネル（有機ＥＬパネル、ＰＤＰ（プラズマディスプレイパネル）、ＥＰＤ（電気泳動ディスプレイパネル）、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）表示パネル等）等にも適用可能である。
【符号の説明】
【００６８】
１…液晶表示装置（表示装置の一例）、１０，２１０…液晶パネル（表示パネルの一例）、２０，２２０…ＣＦ基板（対向基板。第２基板の一例）、２１，２２１…カラーフィルタ、２２，２２２…遮光膜（ブラックマトリクス）、２２Ａ…画素間遮光部、２２Ｂ，２２２Ｂ…周辺遮光部、２２Ｈ，２２２Ｈ…開口部、３０，２３０…アレイ基板（アクティブマトリクス基板。第１基板の一例）、３３…酸化物半導体膜、４０…液晶層（電気光学物質の一例）、５８…ゲート配線（行制御線、走査線）、５９…ソース配線（列制御線、データ線、配線）、６０…表示領域用ＴＦＴ（第２のトランジスタの一例）、６１…第２ゲート電極部、６２…第２ソース電極部、６３…第２ドレイン電極部、６４…第２チャネル部、７０…非表示領域用ＴＦＴ（第１のトランジスタの一例）、７１…第１ゲート電極部、７２…第１ソース電極部、７３…第１ドレイン電極部、７４…第１チャネル部、８０…駆動回路、８１…列制御回路部（ソースドライバ駆動回路部）、８２…行制御回路部（ゲートドライバ駆動回路部）、ＡＡ…表示領域（アクティブエリア）、ＮＡＡ…非表示領域（ノンアクティブエリア）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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