JP5318302B2

JP5318302B2 - 表示装置

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Publication number: JP5318302B2
Application number: JP2013507381A
Authority: JP
Inventors: 正生守口; 庸輔神崎; 雄大高西; 崇嗣楠見
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Filing date: 2012-03-16
Publication date: 2013-10-16
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Description

本発明は、液晶表示装置などの表示装置に関する。

近年、液晶表示装置は、様々な分野で使用され、様々な環境下で使用されている。液晶表示装置は、例えば、高温高湿の環境下でも使用される。ところが、液晶表示装置を高温高湿の環境下で使用したときに、装置の内部に侵入した水分の影響を受けて薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor：以下、ＴＦＴという）の特性が変動し、表示劣化が発生することがある。

図１６は、従来の液晶表示装置の断面図である。図１６に示す液晶表示装置は、ＴＦＴ基板８１と対向基板８２を貼り合わせて、２枚の基板の間に液晶８３を封入した構造を有する。２枚の基板が対向する部分の周囲にはシール８４が設けられる。ＴＦＴ基板８１は、ガラス基板８５上にＴＦＴ８６を形成し、その上に保護膜８７と平坦化膜８８を形成することにより得られる。

平坦化膜８８には、例えば、アクリル樹脂膜が使用される。ところが、アクリル樹脂製の平坦化膜８８は、高い吸湿性を有する。このため、液晶表示装置を高温高湿の環境下で使用した場合、空気中の水分がシール８４の付近から平坦化膜８８に侵入する（矢印Ａ１を参照）。侵入した水分は、平坦化膜８８内で拡散し、ＴＦＴ８６の近傍に到達する。ＴＦＴ８６は保護膜８７で覆われているが、ＴＦＴ８６の表面に凹凸があるために、ＴＦＴ８６を保護膜８７で完全に覆うことは困難である。このため、水分が保護膜８７を透過して、保護膜８７と半導体層８９の界面にまで到達することがある。このときＴＦＴ８６の特性は、水分の影響を受けて大きく変動する。

特許文献１には、この問題を解決するための液晶表示装置が記載されている（図１７および図１８を参照）。図１７に示す液晶表示装置では、平坦化膜９１の端面はシール９２で覆われている。図１８に示す液晶表示装置では、平坦化膜９１の端面は保護膜９５で覆われている。このように特許文献１には、平坦化膜９１が直接空気に接しないように構成した液晶表示装置が記載されている。

日本国特開平１０−２３２４０４号公報

しかしながら、図１７に示す液晶表示装置では、シール９２とゲート絶縁膜９３の界面から水分が侵入しやすい（矢印Ａ２を参照）。図１８に示す液晶表示装置では、シール９２と保護膜９５の界面から水分が侵入しやすい（矢印Ａ３を参照）。これらの界面から侵入した水分が平坦化膜９１に到達すると、水分は平坦化膜９１内で拡散しＴＦＴ９４の近傍に容易に到達する。したがって、これらの液晶表示装置では、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を十分に防止することができない。

それ故に、本発明は、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止できる表示装置を提供することを目的とする。

本発明の第１の局面は、２枚の基板を貼り合わせた構造を有する表示装置であって、
絶縁性基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う平坦化膜とを含む第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１および第２基板が対向する部分の周囲に設けられたシールとを備え、
前記平坦化膜の端面は、前記シールで囲まれた領域内、または、前記シールの下に配置されており、
前記第１基板は、前記平坦化膜の表面全体を覆う防湿性の保護膜と、前記保護膜の一方の面側に設けられ、前記薄膜トランジスタの電極に電気的に接続された第１電極と、前記保護膜の他方の面側に設けられ、コモン配線に電気的に接続された第２電極とをさらに含むことを特徴とする。

本発明の第２の局面は、本発明の第１の局面において、
前記平坦化膜の端面は、テーパー形状を有することを特徴とする。

本発明の第３の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第１基板は、前記保護膜を挟んで前記平坦化膜とは反対側に設けられた画素電極と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタの電極とを電気的に接続するコンタクト部とをさらに含み、
前記コンタクト部の側面には前記保護膜が形成されていることを特徴とする。

本発明の第４の局面は、本発明の第１の局面において、
前記第１電極はスリット形状を有することを特徴とする。

本発明の第５の局面は、本発明の第１の局面において、
前記保護膜は、ＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、および、これらの積層膜のいずれかであることを特徴とする。

本発明の第６の局面は、本発明の第１の局面において、
前記薄膜トランジスタは、酸化物半導体で形成された半導体層を有することを特徴とする。
本発明の第７の局面は、本発明の第６の局面において、
前記半導体層は、酸化インジウム・ガリウム・亜鉛で形成されていることを特徴とする。

本発明の第８の局面は、本発明の第１の局面において、
前記薄膜トランジスタは、アモルファスシリコン、および、結晶性シリコンのいずれかで形成された半導体層を有することを特徴とする。

本発明の第９の局面は、本発明の第１の局面において、
前記平坦化膜は樹脂膜であることを特徴とする。

本発明の第１の局面によれば、保護膜は平坦な面上に設けられるので、平坦化膜の被覆性は高くなる。したがって、防湿性を有する保護膜を用いて平坦化膜の表面全体を覆うことにより、平坦化膜への水分の侵入を防止し、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。また、平坦化膜の端面をシールで囲まれた領域内またはシールの下に配置することにより、平坦化膜の端面が空気に直接接することを防止して、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。また、防湿用に設けた保護膜を２枚の電極で挟み込むことにより容量を形成し、形成した容量を補助容量として使用することができる。また、２枚の電極を透明電極とすることにより、補助容量に光透過性を持たせ、表示素子の開口率を高くすることができる。

本発明の第２の局面によれば、平坦化膜の端面をテーパー形状とすることにより、平坦化膜の端面の被覆性を高くし、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。

本発明の第３の局面によれば、コンタクト部の側面にも防湿性の保護膜を形成することにより、平坦化膜への水分の侵入経路を減らし、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。

本発明の第４の局面によれば、第１電極をスリット形状とすることにより、フリンジ電界を発生させることができる。したがって、液晶表示装置では、発生させたフリンジ電界を用いて液晶の配向を制御し、視野角特性を改善することができる。

本発明の第５の局面によれば、防湿性を有するＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜を保護膜として使用することにより、平坦化膜への水分の侵入を防止し、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。この効果は、高い防湿性を有するＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜を使用した場合に顕著になる。

本発明の第６または第７の局面によれば、水分の影響を受けたときに特性が大きく変動する酸化物半導体ＴＦＴ（例えば、半導体層が酸化インジウム・ガリウム・亜鉛で形成されたＴＦＴ）を含む表示装置において、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

本発明の第８の局面によれば、アモルファスシリコンＴＦＴまたは結晶性シリコンＴＦＴを含む表示装置において、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

本発明の第９の局面によれば、高い吸湿性を有する樹脂製の平坦化膜を用いた場合でも、防湿性を有する保護膜を用いて平坦化膜の表面全体を覆うことにより、平坦化膜への水分の侵入を防止し、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

第１の参考例に係る液晶表示装置の断面図である。図１に示す液晶表示装置の製造工程を示す図である。図２Ａの続図である。図２Ｂの続図である。図２Ｃの続図である。図２Ｄの続図である。図２Ｅの続図である。図２Ｆの続図である。図２Ｇの続図である。図２Ｈの続図である。酸化物半導体ＴＦＴの特性変化の例を示す図である。図１に示す液晶表示装置の端子部の第１構成例を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置の端子部の第２構成例を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置のコンタクト部の第１構成例を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置のコンタクト部の第２構成例を示す断面図である。図１に示す液晶表示装置のコンタクト部の第３構成例を示す断面図である。第２の参考例に係る液晶表示装置の断面図である。本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。図１１に示す液晶表示装置の平面図である。本発明の変形例に係るエッチストッパ型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。本発明の変形例に係るボトムコンタクト型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。本発明の変形例に係るトップゲート型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。従来の液晶表示装置の断面図である。従来の液晶表示装置の断面図である。従来の液晶表示装置の断面図である。

（第１の参考例）
図１は、第１の参考例に係る液晶表示装置の断面図である。図１に示す液晶表示装置１００は、ＴＦＴ基板１０と対向基板２を貼り合わせて、２枚の基板の間に液晶３を封入した構造を有する。ＴＦＴ基板１０と対向基板２は対向して配置され、２枚の基板が対向する部分の周囲には樹脂製のシール４が設けられる。対向基板２には、対向電極やカラーフィルタ（いずれも図示せず）などが設けられる。

ＴＦＴ基板１０には、ＴＦＴ１と各種の配線（ゲート配線やデータ配線など）が形成される。ＴＦＴ１は、ガラス基板１１上にゲート電極１２、ゲート絶縁膜１３、半導体層１４、および、ソース／ドレイン電極１５を順に形成することにより形成される。ＴＦＴ１形成後の基板には、保護膜１６、樹脂製の平坦化膜１７（以下、平坦化樹脂膜という）、および、防湿性を有する保護膜１８が順に形成される。

保護膜１６は、ＴＦＴ１と平坦化樹脂膜１７が直接接することを防止して、ＴＦＴ１を保護するために設けられる。平坦化樹脂膜１７は、基板の表面を平坦化するために設けられる。平坦化樹脂膜１７の端面は、シール４で囲まれた領域内（以下、シール４の内側という）に設けられる。平坦化樹脂膜１７のサイズはガラス基板１１に近いほど大きく、平坦化樹脂膜１７の端面はテーパー形状を有する。保護膜１８は、平坦化樹脂膜１７への水分の侵入を防止するために、平坦化樹脂膜１７の表面全体を覆うように設けられる。

ゲート電極１２とソース／ドレイン電極１５は、例えばＣｕ／Ｔｉなどを用いて形成される。ゲート絶縁膜１３には、例えばＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、または、これらの積層膜が使用される。半導体層１４は、例えばアモルファスシリコン、結晶性シリコン、または、ＩＧＺＯ（Indium Gallium Zinc Oxide ：酸化インジウム・ガリウム・亜鉛）などの酸化物半導体を用いて形成される。保護膜１６には、例えばＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ_X 膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜が使用される。平坦化樹脂膜１７には、絶縁性と光透過性を有し、加工が容易な樹脂膜として、例えばアクリル樹脂膜などが使用される。保護膜１８には、例えばＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜が使用される。なお、ガラス基板１１に代えて、他の絶縁性基板を用いてもよい。

図２Ａ〜図２Ｉを参照して、コンタクト部５を有する液晶表示装置１００の製造方法を説明する。ＴＦＴ基板１０を作成するために、まず、ガラス基板１１上にＣｕ／Ｔｉなどを用いてゲート電極１２を形成する（図２Ａ）。次に、基板上にＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、または、これらの積層膜を形成することにより、基板の表面を覆うゲート絶縁膜１３を形成する（図２Ｂ）。次に、アモルファスシリコン、結晶性シリコン、または、酸化物半導体（例えばＩＧＺＯ）を用いて、ゲート電極１２の上部に半導体層１４を形成する（図２Ｃ）。例えば酸化物半導体を用いて半導体層１４を形成するときには、スパッタ法を使用する。次に、基板上にＣｕ／Ｔｉなどを用いて、半導体層１４と接するソース／ドレイン電極１５を形成する（図２Ｄ）。次に、基板上にＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ_X 膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜を形成することにより、基板の表面全体を覆う保護膜１６を形成する（図２Ｅ）。次に、アクリル樹脂などを用いて、基板の表面全体を覆う平坦化樹脂膜１７を形成する。その後、フォトリソグラフィ加工によって直接パターニングを行うことにより、コンタクト部５を形成する位置に開口を形成する（図２Ｆ）。

次に、基板上にＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜を形成することにより、平坦化樹脂膜１７の表面全体を含め、基板の表面を覆う保護膜１８を形成する。その後、フォトリソグラフィ加工によって、コンタクト部５を形成する位置にドレイン電極１５に到達するコンタクトホールを形成する（図２Ｇ）。次に、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide ：酸化インジウム亜鉛）などを用いて、ドレイン電極１５に接する透明導電膜１９を形成する（図２Ｈ）。透明導電膜１９はコンタクトホールの内部にも形成され、これによりコンタクト部５が形成される。保護膜１８上に形成された透明導電膜１９は、画素電極として機能する。画素電極は保護膜１８を挟んで平坦化樹脂膜１７とは反対側に設けられ、コンタクト部５は画素電極とＴＦＴ１のドレイン電極１５とを電気的に接続する。以上の工程によって、ＴＦＴ基板１０が完成する。

次に、ＴＦＴ基板１０のＴＦＴ１を形成した側の面と、対向基板２の対向電極を形成した側の面に配向膜（図示せず）を設ける。その後、ＴＦＴ基板１０と対向基板２を対向させて配置し（配向膜を設けた面を対向させる）、２枚の基板が対向する部分の周囲にシール４を設け、２枚の基板をスペーサ（図示せず）を介在させて貼り合わせ、２枚の基板の間に液晶３を充填する（図２Ｉ）。この際、平坦化樹脂膜１７の端面は、シール４の内側に設けられる。以上の工程により、液晶表示装置１００が完成する。

以下、本参考例に係る液晶表示装置１００の効果を説明する。上述したように、従来の液晶表示装置では、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化が問題になることがある。この問題を解決するために、液晶表示装置１００のＴＦＴ基板１０には、平坦化樹脂膜１７の表面全体を覆う防湿性の保護膜１８が設けられる。平坦化樹脂膜１７の端面は、シール４の内側に配置され、テーパー形状を有する。

このように液晶表示装置１００では、保護膜１８は平坦な面上に設けられるので、平坦化樹脂膜１７の被覆性は高くなる。このため、空気中の水分が液晶表示装置１００の内部に侵入した場合でも、平坦化樹脂膜１７への水分の侵入を防止することができる。これにより、水分が半導体層１４と保護膜１６の界面に到達することを防止し、ＴＦＴ１の特性が水分の影響を受けて変動することを防止することができる。したがって、液晶表示装置１００によれば、平坦化樹脂膜１７の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

また、平坦化樹脂膜１７の端面はシール４の内側に配置されているので、平坦化樹脂膜１７の端面が空気に直接接することはない。樹脂製のシール４は防湿性を有するので、シール４の防湿効果によって、装置に侵入する水分を減らすことができる。このように平坦化樹脂膜１７の端面をシール４の内側に配置することにより、平坦化樹脂膜１７の端面が空気に直接接することを防止して、平坦化樹脂膜１７の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。

また、平坦化樹脂膜１７の端面をテーパー形状とすることにより、平坦化樹脂膜１７の端面の被覆性を高くすることができる。これにより、平坦化樹脂膜１７への水分の侵入をより効果的に防止し、平坦化樹脂膜１７の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。

図３は、酸化物半導体ＴＦＴの特性変化の例を示す図である。図３において、横軸はゲート電圧を表し、縦軸はドレイン電流を表す。図３には、ある酸化物半導体ＴＦＴについて、初期特性（細破線）と、従来の液晶表示装置における２０００時間経過後の特性（太破線）と、本参考例に係る液晶表示装置１００における２０００時間経過後の特性（太実線）とが記載されている。

従来の液晶表示装置では、樹脂製の平坦化膜が空気中の水分を吸湿するので、酸化物半導体ＴＦＴの特性は２０００時間経過後には初期特性から大きく変化する。このため、酸化物半導体ＴＦＴを含む従来の液晶表示装置では、表示劣化が発生する。これに対して、液晶表示装置１００では、平坦化樹脂膜１７は空気中の水分を吸湿しないので、酸化物半導体ＴＦＴの特性は２０００時間経過後でも初期特性からほとんど変化しない。この例から分かるように、液晶表示装置１００によれば、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

保護膜１８には、例えば、ＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、または、これらの積層膜を使用することができる。このうちＳｉＮ膜とＳｉＯＮ膜は、高い防湿性を有する。したがって、保護膜１８としてＳｉＮ膜やＳｉＯＮ膜を備えた液晶表示装置では、上記の効果は顕著になる。

また、アモルファスシリコンＴＦＴ、結晶性シリコンＴＦＴ、および、酸化物半導体ＴＦＴのうち、酸化物半導体ＴＦＴの特性は、水分の影響を受けたときに大きく変動する。したがって、酸化物半導体ＴＦＴを含む液晶表示装置では、上記の効果は顕著になる。

なお、液晶表示装置１００では平坦化樹脂膜１７の端面をシール４の内側に配置することとしたが、平坦化樹脂膜１７の端面をシール４の下に配置してもよい。平坦化樹脂膜１７の端面をシール４の下に設けた場合でも、シール４の内側に設けた場合と同じ効果が得られる。また、保護膜１８だけで十分な効果が得られるのであれば、平坦化樹脂膜１７の端面をシール４で囲まれた領域の外部に配置してもよい。

また、液晶表示装置１００は保護膜１６を備えることとしたが、液晶表示装置は必ずしも保護膜１６を備えていなくてもよい。保護膜１６は、有機物である平坦化樹脂膜１７が半導体層１４と接して、ＴＦＴ１の信頼性が低下することを防止するために設けられる。保護膜１６を設けることにより、液晶表示装置１００の信頼性を高くすることができる。

以下、液晶表示装置１００の端子部とコンタクト部の構成について説明する。ゲート電極を端子として使用する場合には、ゲート電極に到達する開口を形成する。腐食性を有する金属でゲート電極を形成する場合には、図４に示すようにゲート電極６を覆う透明電極７を設けることにより、端子の信頼性を高くすることができる。同様に、ソース電極を端子として使用する場合には、ソース電極に到達する開口を形成する。腐食性を有する金属でソース電極を形成する場合には、図５に示すようにソース電極８を覆う透明電極９を設けることにより、端子の信頼性を高くすることができる。

ゲート電極とソース電極を接続するコンタクト部については、以下の構成が考えられる。第１の構成例（図６）では、ゲート絶縁膜１３に開口を形成し、開口部にソース配線５１を配置する。これにより、ゲート電極１２とソース電極を接続するコンタクト部５２を形成する。

第２の構成例（図７）では、画素電極５３と同様にＩＴＯやＩＺＯなどを用いて、ゲート電極１２とソース電極を接続する。ＩＴＯやＩＺＯはスパッタ法で成膜されるので、ＩＴＯやＩＺＯを用いて段間を接続する配線を形成すると、配線に段切れが発生しやすい。そこで、ＩＧＺＯのパターン端をソース配線のパターン端よりも外側に配置し、下層ほど開口のサイズを大きくする。この方法によれば、１個の開口だけでコンタクト部５４を形成できるので、面積効率を高くすることができる。また、各層を一括してパターニングおよびエッチングできるので、製造工程を短縮することができる。

第３の構成例（図８）では、ゲート電極１２用のコンタクト５５とソース電極５６用のコンタクト５７を別個に形成し、２個のコンタクト５５、５７を画素電極５８を用いて接続する。この方法によれば、コンタクト部を容易に形成することができる。

（第２の参考例）
図９は、第２の参考例に係る液晶表示装置の断面図である。図９に示す液晶表示装置２００は、ＴＦＴ基板２０と対向基板２を貼り合わせて、２枚の基板の間に液晶３を封入した構造を有する。以下に示す参考例および各実施形態の構成要素のうち、先に述べた参考例および実施形態と同一の要素については、同一の参照符号を付して説明を省略する。

第１の参考例と同様に、液晶表示装置２００のＴＦＴ基板２０は、保護膜１８を挟んで平坦化樹脂膜１７とは反対側に設けられた画素電極と、画素電極とＴＦＴ１のドレイン電極１５とを電気的に接続するコンタクト部５とを含んでいる。第１の参考例に係る液晶表示装置１００では、コンタクト部５の側面に保護膜１８は形成されていない（図２Ｉを参照）。これに対して、本参考例に係る液晶表示装置２００では、平坦化樹脂膜１７上だけではなく、コンタクト部５の側面にも保護膜１８が形成されている。

このような液晶表示装置２００を製造するためには、図２Ａ〜図２Ｉに示す製造工程にフォトリソグラフィ工程を追加する必要がある。具体的には、図２Ｆに示す基板に保護膜１８を形成した後、図２Ｆに示す開口よりも少し小さい開口を保護膜１８にパターニングする必要がある。

本参考例に係る液晶表示装置２００によれば、コンタクト部５の側面にも防湿性の保護膜１８を形成することにより、平坦化樹脂膜１７への水分の侵入経路を減らすことができる。したがって、平坦化樹脂膜１７の吸湿に起因する表示劣化をより効果的に防止することができる。

（第１の実施形態）
図１０は、本発明の第１の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。図１０に示す液晶表示装置３００は、ＴＦＴ基板３０と対向基板２を貼り合わせて、２枚の基板の間に液晶３を封入した構造を有する。

ゲート絶縁膜１３を形成した後の基板には、コモン電圧が印加されるコモン配線３１が形成される。平坦化樹脂膜１７上には、コモン配線３１に電気的に接続される下層電極３３が形成される。保護膜１８は、平坦化樹脂膜１７と下層電極３３の表面全体を覆うように形成される。保護膜１８上には、ドレイン電極１５に電気的に接続される上層電極３２が、保護膜１８を挟んで下層電極３３と対向するように形成される。このようにＴＦＴ基板３０は、保護膜１８の一方の面側に設けられ、ＴＦＴ１のドレイン電極１５に電気的に接続された上層電極３２と、保護膜１８の他方の面側に設けられ、コモン配線３１に電気的に接続された下層電極３３とを含む。

本実施形態に係る液晶表示装置３００によれば、防湿用に設けた保護膜１８を２枚の電極（上層電極３２と下層電極３３）で挟み込むことにより容量を形成し、形成した容量を補助容量として使用することができる。また、２枚の電極を透明電極とすることにより、補助容量に光透過性を持たせ、表示素子の開口率を高くすることができる。

（第２の実施形態）
図１１は、本発明の第２の実施形態に係る液晶表示装置の断面図である。図１１に示す液晶表示装置４００は、ＴＦＴ基板４０と対向基板２を貼り合わせて、２枚の基板の間に液晶３を封入した構造を有する。

第１の実施形態と同様に、液晶表示装置４００のＴＦＴ基板４０には、コモン配線３１、上層電極４１、および、下層電極３３が形成される。ただし、液晶表示装置４００では、上層電極４１はスリット形状を有する。

図１２は、液晶表示装置４００の平面図である。図１２に示すように、スリット状の上層電極４１と面状の下層電極３３は、コモン配線３１とゲート配線４２とデータ配線４３で囲まれた領域内で重ねて配置される。下層電極３３は、コモン電圧が印加されるコモン配線３１に接続される。これにより、上記領域内にフリンジ電界を形成することができる。

なお、スリット状の電極自身を上層電極４１として使用してもよく、一部をスリット状とした電極を上層電極４１として使用してもよい。また、スリット状でない上層電極４１に対応する部分には下層電極３３を設けず、この部分についてはＴＮ（Twisted Nematic ）や垂直配向の液晶モードを使用する。これにより、視野角特性に優れたフリンジフィールドモードの液晶表示装置を構成することができる。

本実施形態に係る液晶表示装置４００によれば、防湿用に設けた保護膜１８を２枚の電極（上層電極３２と下層電極３３）で挟み込むことにより、容量を形成することができる。また、上層電極３２をスリット形状とすることにより、フリンジ電界を発生させることができる。したがって、発生させたフリンジ電界を用いて液晶の配向を制御し、視野角特性を改善することができる。

なお、第２の参考例および第１〜第２の実施形態に係る液晶表示装置２００、３００、４００の端子部とコンタクト部の構成は、第１の参考例に係る液晶表示装置１００と同じである（図４〜図８を参照）。

また、第１〜第２の参考例および第１〜第２の実施形態では、ボトムゲートのチャネルエッチ型ＴＦＴを用いることとしたが、他の構造を有するＴＦＴを用いてもよい。以下に示すＴＦＴを用いた場合でも、第１〜第２の参考例および第１〜第２の実施形態と同様の効果が得られる。

図１３は、エッチストッパ型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。図１３に示すＴＦＴでは、チャネル上にチャネル保護膜６１が設けられている。この構造を用いた場合、工程数が増加するが、エッチング時のダメージを防止し、安定した生産が可能となる。また、チャネル保護膜６１が存在するので、水分の影響を受けてもＴＦＴの特性は変動しにくくなる。

図１４は、ボトムコンタクト型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。図１４に示すＴＦＴでは、ゲート絶縁膜１３上にソース／ドレイン電極１５が形成され、その上に半導体層１４が形成されている。この構造を用いた場合、半導体層１４はチャネルエッチ時にダメージを受けない。また、半導体層１４と平坦化樹脂膜１７が広い面積で対向するので、本発明の効果はより顕著になる。

図１５は、トップゲート型ＴＦＴを備えた液晶表示装置の断面図である。図１５に示すＴＦＴを形成するときには、ソース／ドレイン電極１５を形成した後に半導体層１４を形成し、その後にゲート絶縁膜１３とゲート電極１２を順に形成する。この構造を用いた場合、半導体層１４はチャネルエッチ時にダメージを受けない。この構造でも、本発明の効果が得られる。

以上に示すように、本発明の表示装置によれば、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止することができる。

本発明の表示装置は、平坦化膜の吸湿に起因する表示劣化を防止できるという特徴を有するので、液晶表示装置など、２枚の基板を貼り合わせた構造を有する各種の表示装置に利用することができる。

１…ＴＦＴ
２…対向基板
３…液晶
４…シール
５…コンタクト部
１０、２０、３０、４０…ＴＦＴ基板
１１…ガラス基板
１２…ゲート電極
１３…ゲート絶縁膜
１４…半導体層
１５…ソース／ドレイン電極
１６、１８…保護膜
１７…平坦化樹脂膜
１９…透明導電膜
３１…コモン配線
３２、４１…上層電極
３３…下層電極
１００、２００、３００、４００…液晶表示装置

Claims

２枚の基板を貼り合わせた構造を有する表示装置であって、
絶縁性基板上に形成された薄膜トランジスタと、前記薄膜トランジスタを覆う平坦化膜とを含む第１基板と、
前記第１基板に対向して配置される第２基板と、
前記第１および第２基板が対向する部分の周囲に設けられたシールとを備え、
前記平坦化膜の端面は、前記シールで囲まれた領域内、または、前記シールの下に配置されており、
前記第１基板は、前記平坦化膜の表面全体を覆う防湿性の保護膜と、前記保護膜の一方の面側に設けられ、前記薄膜トランジスタの電極に電気的に接続された第１電極と、前記保護膜の他方の面側に設けられ、コモン配線に電気的に接続された第２電極とをさらに含むことを特徴とする、表示装置。
前記平坦化膜の端面は、テーパー形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記第１基板は、前記保護膜を挟んで前記平坦化膜とは反対側に設けられた画素電極と、前記画素電極と前記薄膜トランジスタの電極とを電気的に接続するコンタクト部とをさらに含み、
前記コンタクト部の側面には前記保護膜が形成されていることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記第１電極はスリット形状を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記保護膜は、ＳｉＯ₂ 膜、ＳｉＮ膜、ＳｉＯＮ膜、および、これらの積層膜のいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記薄膜トランジスタは、酸化物半導体で形成された半導体層を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記半導体層は、酸化インジウム・ガリウム・亜鉛で形成されていることを特徴とする、請求項６に記載の表示装置。
前記薄膜トランジスタは、アモルファスシリコン、および、結晶性シリコンのいずれかで形成された半導体層を有することを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。
前記平坦化膜は樹脂膜であることを特徴とする、請求項１に記載の表示装置。