JP7675866B2 - 表示装置 - Google Patents

Description

本発明は、表示装置に関する。

表示装置として、基板上に、自発光素子である発光ダイオード素子が行列上に配列されたＬＥＤ（Light Emitting Diode）表示装置がある（例えば、特許文献１（米国特許出願公開第２０１８／００３３８５３号明細書）参照）。特許文献１には、アノードに接続された配線経路およびカソードに接続された配線経路が同一の層に形成され、これらの配線経路が交差する箇所に電気的ジャンパが搭載された表示装置が記載されている。

米国特許出願公開第２０１８／００３３８５３号明細書

ＬＥＤ表示装置は、アレイ基板上に実装された複数のＬＥＤ素子と、複数のＬＥＤ素子のそれぞれに電力を供給する複数の配線と、を有している。また、ＬＥＤ表示装置は、複数のＬＥＤの点灯－非点灯を制御するスイッチング素子として、半導体層を含むトランジスタを有している。本願発明者は、複数の配線の低抵抗化を図るため、銅（Ｃｕ）から成る配線を用いた表示装置について検討した。配線材料として銅を用いる場合、スイッチング素子が含む無機絶縁層や半導体層への銅の拡散を抑制する技術が必要である。

本発明の目的は、ＬＥＤ表示装置の性能を向上させる技術を提供することにある。

一実施の形態に係る表示装置は、第１画素を含み、行列状に配列される複数の画素と、前記第１画素に形成された第１スイッチング素子と、前記第１画素に搭載された第１発光素子と、前記第１スイッチング素子のドレイン電極、および前記第１発光素子のアノード電極のそれぞれに電気的に接続された第１配線と、前記第１スイッチング素子のソース電極に接続された第２配線と、を有している。前記第１スイッチング素子は、第１基板上に形成された第１無機絶縁層と、前記第１無機絶縁層上に形成された半導体層と、前記半導体層のドレイン領域に接続されたドレイン電極と、前記半導体層のソース領域に接続されたソース電極と、前記半導体層を覆う第２無機絶縁層と、を含んでいる。前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、銅または銅合金である第１金属材料から成る第１金属配線部と、前記第１金属配線部と電気的に接続され、前記第１金属材料とは異なる第２金属材料から成る第２金属配線部と、を含んでいる。前記半導体層と重なる第１領域には、前記第２金属配線部が配置され、かつ、前記第１金属配線部が配置されていない。前記第１領域の周囲を囲むように配置され、かつ、前記半導体層と重ならない第２領域には、前記第１金属配線部および前記第１金属配線部と重なって延びる前記第２金属配線部のそれぞれが配置されている。前記第１領域に配置される前記第２金属配線部は、有機絶縁膜で覆われている。

一実施形態である表示装置の構成例を示す平面図である。 図１に示す画素周辺の回路の構成例を示す回路図である。 図１に示す表示装置の複数の画素のそれぞれに配置されるＬＥＤ素子の周辺構造の一例を示す透過拡大平面図である。 図３のＡ－Ａ線に沿った拡大断面図である。 図４に対する変形例を示す拡大断面図である。 図４および図５に示す金属配線部の構成例を示す拡大断面図である。 図６に対する変形例を示す拡大断面図である。 図６に対する他の変形例を示す拡大断面図である。 図３のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。 図９に対する変形例を示す拡大断面図である。 図３に対する変形例を示す透過平面図である。 図１１のＣ－Ｃ線に沿った拡大断面図である。 図１１のＤ－Ｄ線に沿った拡大断面図である。 図１３に対する変形例を示す拡大断面図である。 図４に対する他の変形例を示す拡大断面図である。 図４に対する他の変形例を示す拡大断面図である。

以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、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、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様の要素には、同一または関連する符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

以下の実施の形態では、複数の発光素子（詳しくは、無機発光素子）を用いた表示装置の例として、複数のマイクロＬＥＤ素子を備えるマイクロＬＥＤ表示装置を取り上げて説明する。マイクロＬＥＤ素子は、一般的なＬＥＤ素子と比較して素子のサイズ（外径寸法）が小さいので、高精細な画像を表示できるというメリットがある。

なお、自発光素子である発光ダイオード素子として、有機発光ダイオード素子（ＯＬＥＤ：Organic Light-Emitting Diode）がある。以下の実施の形態で説明する発光ダイオード素子（マイクロＬＥＤ素子）は、無機発光ダイオード素子であって、有機発光ダイオード素子とは区別される。

＜表示装置＞
まず、本実施の形態の表示装置であるマイクロＬＥＤ表示装置の構成例について説明する。図１は、一実施形態である表示装置の構成例を示す平面図である。図１では、表示領域ＤＡと周辺領域ＰＦＡとの境界、制御回路５、駆動回路６、および複数の画素ＰＩＸのそれぞれを二点鎖線で示している。図２は、図１に示す画素周辺の回路の構成例を示す回路図である。

図１に示すように、本実施の形態の表示装置ＤＳＰ１は、表示領域ＤＡと、表示領域ＤＡの周囲を枠状に囲む周辺領域ＰＦＡと、表示領域ＤＡ内に行列上に配列された複数の画素ＰＩＸと、を有している。また、表示装置ＤＳＰ１は、基板１０と、基板１０上に形成された制御回路５と、基板１０上に形成された駆動回路６と、を有している。

制御回路５は、表示装置ＤＳＰ１の表示機能の駆動を制御する制御回路である。例えば、制御回路５は、基板１０上に実装されたドライバＩＣ（Integrated Circuit）である。図１に示す例では、制御回路５は、基板１０が備える４辺のうち、一つの短辺に沿って配置されている。また、本実施の形態の例では、制御回路５は、複数の画素ＰＩＸに接続される映像信号配線ＶＬ（図２参照）を駆動する信号線駆動回路を含んでいる。ただし、制御回路５の位置および構成例は、図１に示す例には限定されず、種々の変形例がある。例えば、図１において、制御回路５として示す位置に、フレキシブル基板などの回路基板が接続され、上記したドライバＩＣは、回路基板上に搭載されている場合がある。また例えば、映像信号配線ＶＬを駆動する信号線駆動回路は、制御回路５とは別に形成されている場合がある。

駆動回路６は、複数の画素ＰＩＸのうち、走査信号線ＧＬ（後述する図２参照）を駆動する回路を含む。また、駆動回路６は、複数の画素ＰＩＸのそれぞれに搭載されたＬＥＤ素子に基準電位を供給する回路を含む。駆動回路６は、制御回路５からの制御信号に基づいて、複数の走査信号線ＧＬを駆動する。図１に示す例では、駆動回路６は、基板１０が備える４辺のうち、二つの長辺のそれぞれに沿って配置されている。ただし、駆動回路６の位置および構成例は、図１に示す例には限定されず、種々の変形例がある。例えば、図１において、制御回路５として示す位置に、フレキシブル基板などの回路基板が接続され、上記した駆動回路６が回路基板上に搭載されている場合がある。

次に、図２を用いて画素ＰＩＸの回路構成例について説明する。なお、図２では、４個の画素ＰＩＸを代表的に取り上げて図示しているが、図１に示す複数の画素ＰＩＸのそれぞれが、図２に示す画素ＰＩＸと同様の回路を備えている。以下では、画素ＰＩＸが備えるスイッチ、およびＬＥＤ素子２０を含む回路について、画素回路と呼称する場合がある。画素回路は、制御回路５（図１参照）から供給される映像信号Ｖｓｇに応じてＬＥＤ素子２０の発光状態を制御する電圧信号方式の回路である。

図２に示すように、画素ＰＩＸは、ＬＥＤ素子２０を備えている。ＬＥＤ素子２０は、上記したマイクロ発光ダイオードである。ＬＥＤ素子２０はアノード電極２０ＥＡおよびカソード電極２０ＥＫを有している。ＬＥＤ素子２０のカソード電極２０ＥＫは、基準電位（固定電位）ＰＶＳが供給される配線ＶＳＬに接続されている。ＬＥＤ素子２０のアノード電極２０ＥＡは、配線３１を介してスイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＥＤと電気的に接続されている。

画素ＰＩＸ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、制御信号Ｇｓに応答して画素回路と映像信号配線ＶＬとの接続状態（オンまたはオフの状態）を制御するトランジスタである。スイッチング素子ＳＷは、例えば薄膜トランジスタである。スイッチング素子ＳＷがオン状態の時、画素回路には、映像信号配線ＶＬから映像信号Ｖｓｇが入力される。

駆動回路６は、図示しないシフトレジスタ回路、出力バッファ回路等を含んでいる。駆動回路６は、制御回路５（図１参照）から伝送される水平走査スタートパルスに基づいてパルスを出力し、制御信号Ｇｓを出力する。

複数の走査信号線ＧＬのそれぞれは、Ｘ方向に延びている。走査信号線ＧＬは、スイッチング素子ＳＷのゲート電極に接続されている。走査信号線ＧＬに制御信号Ｇｓが供給されると、スイッチング素子ＳＷがオン状態となり、ＬＥＤ素子２０に映像信号Ｖｓｇが供給される。

＜ＬＥＤ素子の周辺構造＞
次に、図１に示す複数の画素ＰＩＸのそれぞれに配置されるＬＥＤ素子の周辺構造について説明する。図３は、図１に示す表示装置の複数の画素のそれぞれに配置されるＬＥＤ素子の周辺構造の一例を示す透過拡大平面図である。図４は、図３のＡ－Ａ線に沿った拡大断面図である。図３では、半導体層、電極、および走査信号線の輪郭を点線で示している。

図３に示すように、表示装置ＤＳＰ１は、画素ＰＩＸ１を含む複数の画素ＰＩＸ（図４に示す例では画素ＰＩＸ１，ＰＩＸ２，およびＰＩＸ３）を有している。複数の画素ＰＩＸのそれぞれは、スイッチング素子ＳＷと、ＬＥＤ素子（発光素子）２０と、配線３１と、配線３２と、を有している。なお、画素ＰＩＸ１，ＰＩＸ２，およびＰＩＸ３のそれぞれには、例えば赤、緑、および青のうち、いずれか一色の可視光を出射するＬＥＤ素子２０が搭載され、ＬＥＤ素子２０を駆動するスイッチング素子ＳＷが形成されている。画素ＰＩＸ１，ＰＩＸ２，およびＰＩＸ３のＬＥＤ素子から出射される可視光の出力およびタイミングを制御することにより、カラー表示が可能となる。このように互いに異なる色の可視光を出射する複数の画素ＰＩＸを組み合わせる場合、各色用の画素ＰＩＸを副画素と呼び、複数の画素ＰＩＸのセットを画素と呼ぶ場合がある。本実施の形態では、上記副画素に相当する部分が画素ＰＩＸと呼ばれる。

配線３１は、スイッチング素子ＳＷのドレイン電極ＥＤおよびＬＥＤ素子２０のアノード電極２０ＥＡのそれぞれに電気的に接続されている。配線３２は、スイッチング素子ＳＷのソース電極ＥＳに接続されている。図３に示す例では、配線３２は屈曲した構造を備え、一方の端部がスイッチング素子ＳＷのソース電極ＥＳに接続され、他方の端部は、映像信号配線ＶＬに接続されている。走査信号線ＧＬは、スイッチング素子ＳＷのゲート電極ＥＧとして利用される。なお、図３に示すレイアウトは、一例であって、種々の変形例がある。例えば、図３に対する変形例の一つとして、スイッチング素子ＳＷが図示しないゲート電極を有し、ゲート電極が走査信号線ＧＬと接続された構造であってもよい。この変形例では、走査信号線ＧＬが、半導体層５０と重ならない位置に配置される場合がある。

図４に示すように、表示装置ＤＳＰ１は、基板１０と、基板１０上に積層された複数の絶縁層とを含む基板である。表示装置ＤＳＰ１が有する複数の絶縁層は、基板１０上に積層される無機絶縁層１１、無機絶縁層１２、および無機絶縁層１３を含む。基板１０は面１０ｆおよび面１０ｆの反対側の面１０ｂを有している。無機絶縁層１１，１２，および１３のそれぞれは、基板１０の面１０ｆ上に積層されている。

スイッチング素子ＳＷは、基板１０上に形成された無機絶縁層１２と、無機絶縁層１２上に形成された半導体層５０と、半導体層５０のドレイン領域に接続されたドレイン電極ＥＤと、半導体層５０のソース領域に接続されたソース電極ＥＳと、半導体層５０を覆う無機絶縁層１３と、を含んでいる。配線３１および配線３２のそれぞれは、銅または銅合金である第１金属材料から成る金属配線部３０Ａと、配線部と電気的に接続され、第１金属材料とは異なる第２金属材料から成る金属配線部３０Ｂと、を含んでいる。第２金属材料は第１金属材料と比較して、半導体層５０に対して拡散し難い金属材料である。また、透過平面視において、半導体層５０と重なる領域Ｒ１には、金属配線部３０Ｂが配置され、かつ、金属配線部３０Ａが配置されていない。領域Ｒ１の周囲を囲むように配置され、かつ、半導体層５０と重ならない領域Ｒ２には、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ａと重なって延びる金属配線部３０Ｂのそれぞれが配置されている。領域Ｒ１に配置される金属配線部３０Ｂは、有機絶縁膜４０で覆われている。

図４に示す例は、ゲート電極ＧＥが半導体層５０と基板１０との間にある、ボトムゲート方式の例である。ボトムゲート方式の場合、無機絶縁層１２のうち、ゲート電極ＧＥと半導体層５０との間にある部分がゲート絶縁層として機能する。また、無機絶縁層１２は、半導体層５０を形成するための下地層としても機能する。なお、ゲート電極ＧＥの位置は図４に示す例には限定されず、例えば変形例として後述するトップゲート方式であってもよい。

無機絶縁層１１，１２，および１３のそれぞれを構成する材料は特に限定されない。例えば、酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）や窒化ケイ素（ＳｉＮ）などを例示することができる。また、半導体層５０は、例えばケイ素から成るシリコン膜にＰ型またはＮ型の導電型の不純物がドープされた半導体膜である。

ソース電極ＥＳおよびドレイン電極ＥＤのそれぞれは、半導体層５０のソース領域およびドレイン領域のいずれか一方との電気的なコンタクトをとるためのコンタクトプラグである。コンタクトプラグの材料は、例えばタングステンなどを例示できる。なお、図４に対する変形例として、無機絶縁層１３に半導体層５０のソース領域およびドレイン領域を露出させるコンタクトホールが形成され、コンタクトホール内に金属配線部３０Ｂが埋め込まれている場合がある。この場合、金属配線部３０Ｂが半導体層５０に接触し、金属配線部３０Ｂと半導体層５０との接触界面をドレイン電極ＥＤおよびソース電極ＥＳと見做すことができる。

金属配線部３０Ｂを構成する金属材料は、金属配線部３０Ａを構成する金属材料と比較して、半導体層５０に対して拡散し難い金属材料であればよい。このような金属材料として、例えば、アルミニウムやタンタルなどが例示できる。

本願発明者は、配線の低抵抗化を図るため、配線材料として、銅または銅合金から成る金属材料を用いることについて検討した。図３に示す映像信号配線ＶＬ、配線３１、配線３２、および配線ＶＳＬの配線を単純に銅製または銅合金製の配線とした場合、配線抵抗は低下するが、別の課題が生じることが判った。すなわち、配線材料としての銅が表示装置の製造工程中、あるいは完成品の経年使用により、半導体層５０に拡散するという課題である。半導体層５０に銅が拡散すると、半導体層５０の電気的特性を劣化させる。この結果、電気的なスイッチング動作に不具合が生じる原因となる。

そこで、本願発明者は、配線の抵抗化を図り、かつ、銅の拡散による半導体層５０の特性劣化を抑制できる技術について検討した。図４を用いて説明したように、表示装置ＤＳＰ１が有する配線３１および配線３２のそれぞれは、銅または銅合金である第１金属材料から成る金属配線部３０Ａと、配線部と電気的に接続され、第１金属材料とは異なる第２金属材料から成る金属配線部３０Ｂと、を含んでいる。金属配線部３０Ａを含んでいることにより、配線３１および配線３２の抵抗を低減させることができる。

また、半導体層５０と重なる領域Ｒ１には、金属配線部３０Ｂが配置され、かつ、金属配線部３０Ａが配置されていない。さらに、領域Ｒ１に配置される金属配線部３０Ｂは、有機絶縁膜４０で覆われている。有機絶縁膜４０は、例えばアクリル樹脂等の有機物から成る膜である。有機絶縁膜４０は、金属配線部３０Ａに含まれる銅が、有機絶縁膜４０を介して半導体層５０上に回り込むことを防止する機能を備える。このように本実施の形態の場合、領域Ｒ１に金属配線部３０Ａが配置されず、かつ、領域Ｒ１が有機絶縁膜４０に覆われていることで、半導体層５０への銅の拡散を抑制できる。

ところで、銅の拡散は、例えば、表示装置の製造工程における加熱プロセスで発生する。加熱プロセス中の銅の拡散を防止する観点からは、少なくとも、領域Ｒ１に金属配線部３０Ａが配置されず、かつ、領域Ｒ１が有機絶縁膜４０に覆われていれば、銅の拡散を防止できる。例えば、図４に対する変形例として、図５に示す表示装置ＤＳＰ２のように、領域Ｒ１と領域Ｒ２とが隣接している場合であっても、領域Ｒ１に金属配線部３０Ａが配置されず、かつ、領域Ｒ１が有機絶縁膜４０に覆われていれば、銅の拡散を防止できる。図５は、図４に対する変形例を示す拡大断面図である。

ただし、銅の拡散は、表示装置の製造工程における加熱プロセスで発生する他、完成品の経年使用により、図４に示す無機絶縁層１３および無機絶縁層１２を介して徐々に拡散する場合がある。このような経年使用による拡散による半導体層５０の劣化を抑制する観点からは、図５に示す領域Ｒ１よりも広い範囲において、金属配線部３０Ａが配置されない領域があることが好ましい。

図３および図４に示す表示装置ＤＳＰ１の場合、透過平面視において、領域Ｒ１と領域Ｒ２とは互いに離間している。領域Ｒ１と領域Ｒ２との間には、半導体層５０と重ならず、かつ、領域Ｒ２に接する領域Ｒ３がある。領域Ｒ３には、金属配線部３０Ｂが配置され、かつ、金属配線部３０Ａが配置されていない。領域Ｒ３に配置された金属配線部３０Ｂは、有機絶縁膜４０で覆われている。

表示装置ＤＳＰ１の場合、領域Ｒ１と領域Ｒ２との間に、金属配線部３０Ａが配置されない領域Ｒ３が設けられ、かつ領域Ｒ３は有機絶縁膜４０により覆われている。この場合、図５に示す表示装置ＤＳＰ１と比較して、銅を含む金属配線部３０Ａと半導体層５０との離間距離を大きくすることができる。この結果、経年使用による銅の拡散を考慮した場合でも、半導体層５０の劣化をさらに抑制することができる。

また、図３に示すように、本実施の形態の場合、有機絶縁膜４０は、領域Ｒ１および領域Ｒ３に部分的に形成されている。言い換えれば、領域Ｒ２は、有機絶縁膜４０が形成されない部分を含んでいる。図４に示すように、領域Ｒ２のうち、有機絶縁膜４０が形成されない領域では、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとが互いに接触している。領域Ｒ２は、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂが、互いに接触した状態で同じ方向（図４に示す例ではＹ方向）に延びている領域を含む。この点は、図５に示す表示装置ＤＳＰ１の場合も同様である。

図６に示すように、金属配線部３０Ｂは、チタンからなる第１膜３０Ｂ１、第１膜３０Ｂ１を覆い、アルミニウムからなる第２膜３０Ｂ２、および第２膜３０Ｂ２を覆い、チタンから成る第３膜３０Ｂ３の積層膜である。図６は、図４および図５に示す金属配線部の構成例を示す拡大断面図である。図６に例示する金属配線部３０Ｂは、表示装置の配線部材としての使用実績があり、半導体層５０に対する金属成分の拡散等の問題は生じないことが判っている。このように金属成分が拡散し難い導電性部材を金属配線部３０Ａと無機絶縁層１３との間に介在させることにより、銅が無機絶縁層１３に拡散することを抑制できる。この結果、図４または図５に示す半導体層５０に到達する銅を低減させることができる。言い換えれば、金属配線部３０Ｂは、金属配線部３０Ａに含まれる銅の拡散を防止する、拡散防止膜として機能する。

金属配線部３０Ｂの拡散防止膜としての機能を向上させる観点からは、金属配線部３０Ａと無機絶縁層１３との接触面積を小さくすることが好ましい。また、金属配線部３０Ｂの拡散防止膜としての機能を向上させる観点からは、金属配線部３０Ａと無機絶縁層１３とが接触せず、離間していることが特に好ましい。図６に示すように、本実施の形態の場合、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂが、互いに接触している領域では、金属配線部３０Ａの配線幅３０ＡＷは、金属配線部３０Ｂの配線幅３０ＢＷ以下である。また、金属配線部３０Ａの下面３０Ａｂの全体が金属配線部３０Ｂと接触している。なお、図６では、配線幅３０ＡＷと配線幅３０ＢＷとが等しい場合の例を示しているが、図７に変形例として示すように、配線幅３０ＡＷが配線幅３０ＢＷよりも狭い場合もある。図７は、図６に対する変形例を示す拡大断面図である。

一方、別の変形例として図８に示すような構造がある。図８は、図６に対する他の変形例を示す拡大断面図である。本実施の形態のように、金属配線部３０Ｂを構成する第２金属材料がアルミニウムを含む場合、例えば、銅または銅合金を含む金属配線部３０Ａをパターニングするエッチング工程などにおいて、アルミニウムから成る第２膜３０Ｂ２の露出部分が浸食される場合がある。このようにアルミニウム膜の浸食を防ぐ観点からは、図８に示すように少なくとも第２膜３０Ｂ２が金属配線部３０Ａに覆われていることが好ましい。図８に示す例では、第２金属材料はアルミニウムを含んでいる。また、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂが、互いに接触している領域では、金属配線部３０Ｂの側面および上面は、金属配線部３０Ａに覆われている。

なお、図６～図８のそれぞれは、図４または図５に示す金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとが接触している領域の一部を切り取った拡大断面図である。ただし、図４および図５において、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとが接触している領域では、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂの形状は、図６、図７、および図８のいずれかの構造になっている。例えば、図４および図５において、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとが接触している領域の一部分の構造が図６に示す構造である場合、図４および図５に示す全範囲において、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとが接触している領域の構造は、図６に示す構造になっている。

＜配線交差部の構造＞
次に、図３に示す例において、映像信号配線ＶＬと配線ＶＳＬとが交差する配線交差部ＬＸＰの構造について説明する。図９は、図３のＢ－Ｂ線に沿った拡大断面図である。図３に示すように、表示装置ＤＳＰ１は、Ｙ方向に沿って複数の画素ＰＩＸ（図２参照）に亘って延び、かつ、配線３２と電気的に接続される映像信号配線ＶＬと、Ｙ方向に交差（図３では直交）するＸ方向沿って複数の画素ＰＩＸに亘って延び、かつ、ＬＥＤ素子２０のカソード電極２０ＥＫに電気的に接続された配線ＶＳＬと、を更に有している。

映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのそれぞれは、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂを含んでいる。透過平面視において、映像信号配線ＶＬと配線ＶＳＬとが交差する配線交差部ＬＸＰには、図９に示すように、映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのうち、一方の配線（図９に示す例では、映像信号配線ＶＬ）の金属配線部３０Ｂが形成されている。配線交差部ＬＸＰには、一方の配線（図９に示す例では、映像信号配線ＶＬ）の金属配線部３０Ｂを覆うジャンパ絶縁膜４１が形成されている。配線交差部ＬＸＰには、ジャンパ絶縁膜４１上に形成された映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのうち、他方の配線（図９に示す例では配線ＶＳＬ）の金属配線部３０Ａが形成されている。配線交差部ＬＸＰには、一方の配線（図９に示す例では、映像信号配線ＶＬ）の金属配線部３０Ａおよび他方の配線（図９に示す例では配線ＶＳＬ）の金属配線部３０Ｂが形成されていない。ジャンパ絶縁膜４１は、有機絶縁膜４０と同じ材料で形成されている。

図９に示すジャンパ絶縁膜４１と図４に示す有機絶縁膜４０とが同じ材料（例えばアクリル樹脂）で形成されている場合、表示装置ＤＳＰ１の製造工程において、ジャンパ絶縁膜４１と有機絶縁膜４０とは同じ工程で一括して製造される。この場合、有機絶縁膜４０を設けることによる製造工程の増加を防止することができるので、表示装置ＤＳＰ１の製造効率の低下を防止できる。例えば、図４に示す表示装置ＤＳＰ１および図５に示す表示装置ＤＳＰ２の製造方法では、無機絶縁層１３上に金属配線部３０Ｂを形成した後、有機絶縁膜４０およびジャンパ絶縁膜４１を構成する有機膜を塗布し、パターニングする。その後、金属配線部３０Ａを構成する銅膜あるいは銅合金膜を形成し、これをエッチング等によりパターニングすることで金属配線部３０Ａを形成する。その後、ＬＥＤ素子２０を実装する。

ところで、図９では、ジャンパ絶縁膜４１上に配線ＶＳＬが形成された実施態様について説明したが、変形例として図１０に示すように、ジャンパ絶縁膜４１上に映像信号配線ＶＬの金属配線部３０Ａが形成され、ジャンパ絶縁膜４１の下に配線ＶＳＬの金属配線部３０Ｂが配置される場合がある。図１０は、図９に対する変形例を示す拡大断面図である。図１０に示す例の場合でも、ジャンパ絶縁膜４１と図４に示す有機絶縁膜４０とが同じ材料（例えばアクリル樹脂）で形成されていれば、有機絶縁膜４０を形成することによる表示装置ＤＳＰ１の製造効率の低下を防止できる。

図３では、ジャンパ絶縁膜４１が複数の配線交差部ＬＸＰのそれぞれに、部分的に形成された例を示している。ただし、ジャンパ絶縁膜４１の形状には種々の変形例がある。例えば、図３に示す複数のジャンパ絶縁膜４１を互いに連結し、Ｘ方向に延びる帯状のジャンパ絶縁膜４１とすることができる。あるいは、有機絶縁膜４０とジャンパ絶縁膜４１とを連結して、後述する図１１～図１３に示す表示装置ＤＳＰ３のように、一体の有機絶縁膜４０とする場合がある。

＜有機絶縁膜の変形例＞
次に、図４および図５に示す有機絶縁膜の変形例について説明する。図１１は、図３に対する変形例を示す透過平面図である。図１２は、図１１のＣ－Ｃ線に沿った拡大断面図である。図１３は、図１１のＤ－Ｄ線に沿った拡大断面図である。図１４は、図１３に対する変形例を示す拡大断面図である。

図１１～図１３に示す表示装置ＤＳＰ３は、金属配線部３０Ｂの全体が有機絶縁膜４０に覆われている点で、図３、図４に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。表示装置ＤＳＰ１の場合、無機絶縁層１３の全体が有機絶縁膜４０に覆われている。金属配線部３０Ａの大部分は、有機絶縁膜４０上に形成されている。このため、金属配線部３０Ａに含まれる同成分が、無機絶縁層１３に拡散する可能性を低減させることができる。また、有機絶縁膜４０の面積が大きくなることにより、有機絶縁膜４０の上面の平坦性が向上する。この結果、有機絶縁膜４０上に形成される金属配線部３０Ａの平坦性も向上する。例えば、ＬＥＤ素子２０が搭載される部分において金属配線部３０Ａの平坦性が向上することにより、ＬＥＤ素子２０の実装工程を高精度で行うことが可能になる。また、金属配線部３０Ａの下地層である有機絶縁膜４０の平坦性を向上させることにより、金属配線部３０Ａが損傷するリスクを低減させることができる。

図１１～図１３に示す表示装置ＤＳＰ３の構造は、以下のように表現することができる。すなわち領域Ｒ２は、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂが、有機絶縁膜４０を介して互いに離間した状態で同じ方向に延びている領域を含んでいる。ただし、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとを電気的に接続させる必要がある。本変形例の場合、金属配線部３０Ａと金属配線部３０Ｂとは、有機絶縁膜４０に形成されたコンタクトホール４０Ｈにおいて互いに接触し、かつ、電気的に接続されている。

図１３および図１４に示すように、本変形例の場合、配線交差部ＬＸＰの構造は以下のように説明できる。透過平面視において、映像信号配線ＶＬと配線ＶＳＬとが交差する配線交差部ＬＸＰには、映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのうち、一方の配線（図１３に示す例では、映像信号配線ＶＬで図１４に示す例では配線ＶＳＬ）の金属配線部３０Ｂが形成されている。配線交差部ＬＸＰには、一方の配線の金属配線部３０Ｂを覆う有機絶縁膜４０が形成されている。配線交差部ＬＸＰには、有機絶縁膜４０上に形成された映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのうち、他方の配線（図１３に示す例では配線ＶＳＬで図１４に示す例では映像信号配線ＶＬ）の金属配線部３０Ａが形成されている。配線交差部ＬＸＰには、一方の配線の金属配線部３０Ａおよび他方の配線の金属配線部３０Ｂが形成されていない。

なお、表示装置ＤＳＰ３は、図３に示す表示装置ＤＳＰ１に対する変形例として説明したが、図５に示す表示装置ＤＳＰ１と組み合わせて適用する場合もある。また、金属配線部３０Ａおよび金属配線部３０Ｂの構造は、図６～図８に示す構造例のいずれかを適用することができる。

＜他の変形例＞
次に、上記以外の変形例について説明する。図１５は、図４に対する他の変形例を示す拡大断面図である。図１５に示す表示装置ＤＳＰ４は、配線３１および配線３２の構造が、図４に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。表示装置ＤＳＰ４の場合、領域Ｒ２において、金属配線部３０Ａが、金属配線部３０Ｂを介さずに、無機絶縁層１３上に直接的に形成されている部分を有している。上記したように、銅の拡散を抑制する観点からは、無機絶縁層１３と金属配線部３０Ａとが接触する部分の面積はできる限り小さい方が好ましい。ただし、図１５に示すように、少なくとも半導体層５０と重なる領域Ｒ１において、金属配線部３０Ａが配置されず、かつ金属配線部３０Ｂが有機絶縁膜４０に覆われていれば、加熱プロセスによる銅の拡散を抑制することはできる。

これは、図３および図１１に示す配線交差部ＬＸＰにおいても同様である。図示は省略するが、例えば、図９、図１０、図１３、および図１４に示す例において、金属配線部３０Ｂが形成されず、映像信号配線ＶＬおよび配線ＶＳＬのそれぞれが、金属配線部３０Ａのみにより形成されている場合がある。この場合でも、配線交差部ＬＸＰと半導体層５０との離間距離が離れていれば、半導体層５０への銅の拡散を抑制することができる。

図１６は、図４に対する他の変形例を示す拡大断面図である。図１６に示す表示装置ＤＳＰ５は、スイッチング素子ＳＷの構造が、所謂、トップゲート方式になっている点で、図４に示す表示装置ＤＳＰ１と相違する。トップゲート方式の場合、無機絶縁層１１上に半導体層５０が形成されている。また、ゲート電極ＧＥは、半導体層５０上に無機絶縁層１２を介して形成されている。この場合、無機絶縁層１２のうち、ゲート電極ＧＥと半導体層５０との間に配置されている部分がゲート絶縁膜として機能する。また、ソース電極ＳＥおよびドレイン電極ＤＥのそれぞれは、無機絶縁層１３上に形成された金属配線部３０Ｂと半導体層５０とを接続するように、表示装置ＤＳＰ５の厚さ方向（図１６に示すＺ方向）に延びている。

トップゲート方式の場合、図４に示すボトムゲート方式と比較すると、金属配線部３０Ａと半導体層５０との離間距離がさらに遠くなる。このため、銅の拡散が半導体層５０に到達するのを防止する観点からは好ましい。なお、図１６では、代表的に図４に対する変形例として説明したが、他の変形例において、トップゲート方式を適用してもよいことは言うまでもない。

以上、実施の形態および代表的な変形例について説明したが、上記した技術は、例示した変形例以外の種々の変形例に適用可能である。例えば、上記した変形例同士を組み合わせてもよい。

本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、前述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除若しくは設計変更を行ったもの、または、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。

本発明は、表示装置や表示装置が組み込まれた電子機器に利用可能である。

５ 制御回路
６ 駆動回路
１０ 基板
１０ｂ，１０ｆ 面
１１，１２，１３ 無機絶縁層
２０ ＬＥＤ素子（発光素子）
２０ＥＡ アノード電極
２０ＥＫ カソード電極
３０Ａ，３０Ｂ 金属配線部
３０Ａｂ 下面
３０ＡＷ，３０ＢＷ 配線幅
３０Ｂ１ 第１膜
３０Ｂ２ 第２膜
３０Ｂ３ 第３膜
３１，３２，ＶＳＬ 配線
４０ 有機絶縁膜
４０Ｈ コンタクトホール
４１ ジャンパ絶縁膜
５０ 半導体層
ＤＡ 表示領域
ＤＥ ドレイン電極
ＤＳＰ１，ＤＳＰ２，ＤＳＰ３，ＤＳＰ４，ＤＳＰ５ 表示装置
ＥＤ ドレイン電極
ＥＧ ゲート電極
ＥＳ ソース電極
ＧＥ ゲート電極
ＧＬ 走査信号線
Ｇｓ 制御信号
ＬＸＰ 配線交差部
ＰＦＡ 周辺領域
ＰＩＸ，ＰＩＸ１，ＰＩＸ２ 画素
ＰＶＳ 基準電位（固定電位）
Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３ 領域
ＳＥ ソース電極
ＳＷ スイッチング素子
ＶＬ 映像信号配線
Ｖｓｇ 映像信号

Claims (6)

1. 第１画素を含み、行列状に配列される複数の画素と、
   前記第１画素に形成された第１スイッチング素子と、
   前記第１画素に搭載された第１発光素子と、
   前記第１スイッチング素子のドレイン電極、および前記第１発光素子のアノード電極のそれぞれに電気的に接続された第１配線と、
   前記第１スイッチング素子のソース電極に接続された第２配線と、
   を有し、
   前記第１スイッチング素子は、
   第１基板上に形成された第１無機絶縁層と、
   前記第１無機絶縁層上に形成された半導体層と、
   前記半導体層のドレイン領域に接続されたドレイン電極と、
   前記半導体層のソース領域に接続されたソース電極と、
   前記半導体層を覆う第２無機絶縁層と、
   を含み、
   前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、
   銅または銅合金である第１金属材料から成る第１金属配線部と、
   前記第１金属配線部と電気的に接続され、前記第１金属材料とは異なる第２金属材料から成る第２金属配線部と、
   を含み、
   透過平面視において、
   前記半導体層と重なる第１領域には、前記第２金属配線部が配置され、かつ、前記第１金属配線部が配置されず、
   前記第１領域の周囲を囲むように配置され、かつ、前記半導体層と重ならない第２領域には、前記第１金属配線部および前記第１金属配線部と重なって延びる前記第２金属配線部のそれぞれが配置され、
   前記第１領域に配置される前記第２金属配線部は、有機絶縁膜で覆われており、
   前記第２領域は、前記第１金属配線部および前記第２金属配線部が、互いに接触した状態で同じ方向に延びている領域を含み、
   前記第２金属材料はアルミニウムを含み、
   前記第１金属配線部および前記第２金属配線部が、互いに接触している領域では、
   前記第２金属配線部の側面および上面は、前記第１金属配線部に覆われている、表示装置。
2. 請求項１において、
   透過平面視において、
   前記第１領域と前記第２領域とは互いに離間し、
   前記第１領域と前記第２領域との間には、前記半導体層と重ならず、かつ、前記第１領域に接する第３領域があり、
   前記第３領域には、前記第２金属配線部が配置され、かつ、前記第１金属配線部が配置されず、
   前記第３領域に配置された前記第２金属配線部は、前記有機絶縁膜で覆われており、
   前記第２金属材料は前記第１金属材料と比較して、前記半導体層に対して拡散し難い金属材料である、表示装置。
3. 請求項１または２において、
   前記第２領域は、前記第１金属配線部および前記第２金属配線部が、前記有機絶縁膜を介して互いに離間した状態で同じ方向に延びている領域を含む、表示装置。
4. 請求項３において、
   前記第１金属配線部と前記第２金属配線部とは、前記有機絶縁膜に形成されたコンタクトホールにおいて互いに接触し、かつ、電気的に接続されている、表示装置。
5. 第１画素を含み、行列状に配列される複数の画素と、
   前記第１画素に形成された第１スイッチング素子と、
   前記第１画素に搭載された第１発光素子と、
   前記第１スイッチング素子のドレイン電極、および前記第１発光素子のアノード電極のそれぞれに電気的に接続された第１配線と、
   前記第１スイッチング素子のソース電極に接続された第２配線と、
   第１方向に沿って複数の画素に亘って延び、かつ、前記第２配線と電気的に接続される映像信号配線と、
   前記第１方向に交差する第２方向沿って複数の画素に亘って延び、かつ、前記第１発光素子のカソード電極に電気的に接続された第３配線と、
   を有し、
   前記第１スイッチング素子は、
   第１基板上に形成された第１無機絶縁層と、
   前記第１無機絶縁層上に形成された半導体層と、
   前記半導体層のドレイン領域に接続されたドレイン電極と、
   前記半導体層のソース領域に接続されたソース電極と、
   前記半導体層を覆う第２無機絶縁層と、
   を含み、
   前記第１配線および前記第２配線のそれぞれは、
   銅または銅合金である第１金属材料から成る第１金属配線部と、
   前記第１金属配線部と電気的に接続され、前記第１金属材料とは異なる第２金属材料から成る第２金属配線部と、
   を含み、
   透過平面視において、
   前記半導体層と重なる第１領域には、前記第２金属配線部が配置され、かつ、前記第１金属配線部が配置されず、
   前記第１領域の周囲を囲むように配置され、かつ、前記半導体層と重ならない第２領域には、前記第１金属配線部および前記第１金属配線部と重なって延びる前記第２金属配線部のそれぞれが配置され、
   前記第１領域に配置される前記第２金属配線部は、有機絶縁膜で覆われており、
   前記映像信号配線および前記第３配線のそれぞれは、前記第１金属配線部および前記第２金属配線部を含み、
   透過平面視において、前記映像信号配線と前記第３配線とが交差する配線交差部には、
   前記映像信号配線および前記第３配線のうち、一方の配線の第２金属配線部と、
   前記一方の配線の第２金属配線部を覆うジャンパ絶縁膜と、
   前記ジャンパ絶縁膜上に形成された前記映像信号配線および前記第３配線のうち、他方の配線の第１金属配線部と、
   が形成され、
   前記配線交差部には、前記一方の配線の第１金属配線部および前記他方の配線の第２金属配線部が形成されず、
   前記ジャンパ絶縁膜は、前記有機絶縁膜と同じ材料で形成されている、表示装置。
6. 請求項１または２において、
   前記第２金属配線部は、チタンからなる第１膜、前記第１膜を覆い、アルミニウムからなる第２膜、および前記第２膜を覆い、チタンから成る第３膜の積層膜である、表示装置。

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