CN111665668A - 显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施方式的显示装置的有源矩阵基板在各像素中具有：TFT；像素电极，其由透明导电材料形成，电连接到TFT；彩色滤光片，其位于TFT与像素电极之间；以及至少1个连接电极，其由透明导电材料形成，用于将TFT与像素电极电连接。彩色滤光片包含：第1彩色滤光片层，其设置在TFT上，具有第1接触孔；以及第2彩色滤光片层，其设置在第1彩色滤光片层上，具有第2接触孔。当从显示面法线方向观看时，第1接触孔与第2接触孔相互不重叠。

Description

显示装置
技术领域
本发明涉及显示装置，特别是涉及具备具有彩色滤光片的有源矩阵基板的显示装置。
背景技术
在一般的液晶显示装置中，彩色滤光片设置于与有源矩阵基板相对的相对基板。因此，相对基板有时也被称为彩色滤光片基板。
近年来，液晶显示装置的高清晰化得到推进。特别是，在头戴式显示器(HeadMounted Display：HMD)用的液晶显示装置中，用透镜放大显示画面进行视听，因此要求非常高的清晰度。在这种超高清晰的液晶显示装置中，像素间距小，因此当在相对基板侧设置彩色滤光片时，会有在发生贴合偏差时易于产生颜色偏差的问题。因此，需要尽量减小贴合偏差，因此成品率会降低。
作为能防止贴合偏差所引起的颜色偏差的结构，提出了在有源矩阵基板设置彩色滤光片的结构(被称为“阵列上彩色滤光片(Color Filter On Array；COA)结构”)。COA结构例如公开于专利文献1中。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：特开平11-24061号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，本申请发明人对将COA结构应用于超高清晰的液晶显示装置进行详细研究的结果是，发现由于应用COA结构而会产生开口率降低这一新的问题。如后面详细描述的那样，该问题是由于在各像素中需要在彩色滤光片形成用于将TFT(薄膜晶体管)和像素电极电连接的接触孔所致。
另外，在底部发射型的有机EL显示装置中，也希望进一步提高开口率。
本发明是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提高具备具有彩色滤光片的有源矩阵基板的显示装置的开口率。
用于解决问题的方案
本说明书公开了以下的项目所记载的显示装置。
[项目1]一种显示装置，
具有排列为包含多个行和多个列的矩阵状的多个像素，
具备具有在行方向上延伸的多个扫描配线和在列方向上延伸的多个信号配线的有源矩阵基板，
在上述显示装置中，
上述有源矩阵基板在上述多个像素之中的每个像素中具有：
TFT，其具有半导体层、栅极电极、源极电极以及漏极电极；
像素电极，其由透明导电材料形成，电连接到上述TFT；
彩色滤光片，其位于上述TFT与上述像素电极之间；以及
至少1个连接电极，其由透明导电材料形成，用于将上述TFT与上述像素电极电连接，
上述彩色滤光片包含：
第1彩色滤光片层，其设置在上述TFT上，具有第1接触孔；以及
第2彩色滤光片层，其设置在上述第1彩色滤光片层上，具有第2接触孔，
当从显示面法线方向观看时，上述第1接触孔与上述第2接触孔相互不重叠。
[项目2]根据项目1所述的显示装置，
上述至少1个连接电极是将上述TFT与上述像素电极相互连接的1个连接电极，
在上述第1接触孔中，上述TFT与上述连接电极被连接，
在上述第2接触孔中，上述连接电极与上述像素电极被连接。
[项目3]根据项目2所述的显示装置，
上述TFT的上述漏极电极由金属材料形成，
在上述第1接触孔中，上述TFT的上述漏极电极与上述连接电极被连接。
[项目4]根据项目2所述的显示装置，
上述TFT的上述半导体层是氧化物半导体层，
上述TFT的上述漏极电极是与上述连接电极形成为一体的透明漏极电极，
上述有源矩阵基板具有覆盖上述氧化物半导体层和上述栅极电极的层间绝缘层，
上述层间绝缘层具有与上述第1接触孔连续的第3接触孔，
在上述第3接触孔中，上述透明漏极电极连接到上述氧化物半导体层。
[项目5]根据项目4所述的显示装置，
当从显示面法线方向观看时，包含上述透明漏极电极和上述连接电极的透明电极层与上述多个信号配线中的任意一个信号配线至少部分地重叠。
[项目6]根据项目4或5所述的显示装置，
上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系半导体。
[项目7]根据项目6所述的显示装置，
上述In-Ga-Zn-O系半导体包含结晶质部分。
[项目8]根据项目1-7中的任意一个项目所述的显示装置，
当将由上述多个扫描配线中的相互相邻的2个扫描配线和上述多个信号配线中的相互相邻的2个信号配线包围的区域称为像素开口区域时，
上述第2接触孔位于上述像素开口区域内。
[项目9]根据项目8所述的显示装置，
上述第2彩色滤光片层的厚度比上述第1彩色滤光片层的厚度小。
[项目10]根据项目1-7中的任意一个项目所述的显示装置，
当从显示面法线方向观看时，上述第2接触孔与上述多个扫描配线中的任意一个扫描配线至少部分地重叠。
[项目11]根据引用项目4的项目10所述的显示装置，
上述第2彩色滤光片层的厚度比上述第1彩色滤光片层的厚度大。
[项目12]根据项目1-11中的任意一个项目所述的显示装置，
上述显示装置作为内嵌型触摸面板发挥功能，
上述有源矩阵基板还具有多个触摸面板用传感器配线，上述多个触摸面板用传感器配线由金属材料形成，设置在上述第1彩色滤光片层与上述第2彩色滤光片层之间，
当从显示面法线方向观看时，上述多个触摸面板用传感器配线与上述多个信号配线重叠。
[项目13]根据项目12所述的显示装置，
上述有源矩阵基板还具有共用电极，上述共用电极由透明导电材料形成，被分割为多个子电极，
上述多个触摸面板用传感器配线中的每个触摸面板用传感器配线电连接到上述多个子电极中的任意一个子电极。
[项目14]根据项目1-13中的任意一个项目所述的显示装置，
是还具备相对基板和液晶层的液晶显示装置，
上述相对基板与上述有源矩阵基板相对，
上述液晶层设置在上述有源矩阵基板与上述相对基板之间。
[项目15]根据项目1-13中的任意一个项目所述的显示装置，
是还具备设置在上述像素电极上的有机EL层的有机EL显示装置。
发明效果
根据本发明的实施方式，能提高具备具有彩色滤光片的有源矩阵基板的显示装置的开口率。
附图说明
图1是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置100的截面图，示出沿着图2中的1A-1A’线的截面结构。
图2是示意性地示出液晶显示装置100的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图3是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置200的截面图，示出沿着图4中的3A-3A’线的截面结构。
图4是示意性地示出液晶显示装置200的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图5A是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置300的截面图，示出沿着图5B中的5A-5A’线的截面结构。
图5B是示意性地示出液晶显示装置300的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图6A是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置300A的截面图，示出沿着图6B中的6A-6A’线的截面结构。
图6B是示意性地示出液晶显示装置300A的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图7是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置400的截面图，示出沿着图8中的7A-7A’线的截面结构。
图8是示意性地示出液晶显示装置400的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图9是示出液晶显示装置400能作为内嵌型触摸面板发挥功能的构成的例子的图。
图10是示出1个垂直期间中的共用电压的变化的定时的时序图。
图11是示意性地示出本发明的实施方式的液晶显示装置300B的截面图，示出沿着图12中的11A-11A’线的截面结构。
图12是示意性地示出液晶显示装置300B的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图13是示意性地示出本发明的实施方式的有机EL显示装置500的截面图，示出沿着图14中的13A-13A’线的截面结构。
图14是示意性地示出有机EL显示装置500的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
图15是有机EL显示装置500的1个像素的等价电路图。
图16是示意性地示出比较例的液晶显示装置900的截面图，示出沿着图17中的16A-16A’线的截面结构。
图17是示意性地示出液晶显示装置900的俯视图，示出与1个像素对应的区域。
具体实施方式
以下，参照附图来说明本发明的实施方式。
(实施方式1)
参照图1和图2来说明本实施方式的液晶显示装置100。图1和图2是分别示意性地示出液晶显示装置100的截面图和俯视图。图2示出液晶显示装置100的与1个像素对应的区域，图1示出沿着图2中的1A-1A’线的截面结构。
如图1所示，液晶显示装置100具备：有源矩阵基板(以下称为“TFT基板”)10；相对基板20，其与TFT基板10相对；以及液晶层30，其设置在TFT基板10与相对基板20之间。另外，液晶显示装置100具有多个像素。多个像素排列为包含多个行和多个列的矩阵状。
如图2所示，TFT基板10具有在行方向上延伸的多个扫描配线(栅极总线)GL和在列方向上延伸的多个信号配线(源极总线)SL。另外，TFT基板10在多个像素之中的每个像素中具有TFT(薄膜晶体管)11、像素电极12、共用电极13、彩色滤光片14以及连接电极15。此外，在图2中，省略像素电极12、共用电极13等。TFT基板10的构成要素(上述的TFT11等)由具有绝缘性的透明的基板10a(例如玻璃基板)支撑。在图示的例子中，在基板10a上形成有底涂层16，TFT11等设置在底涂层16上。
TFT11具有半导体层11a、栅极电极11g(11g1、11g2)、源极电极11s以及漏极电极11d。在此，例示了顶栅结构的TFT11。
半导体层11a设置在底涂层16上。在本实施方式中，半导体层11a是多晶硅层(例如低温多晶硅(LTPS)层)。以覆盖半导体层11a的方式形成有栅极绝缘层17。
栅极电极11g1、11g2和扫描配线GL设置在栅极绝缘层17上。栅极电极11g1、11g2和扫描配线GL由金属材料形成。栅极电极11g1、11g2电连接到对应的扫描配线GL，从扫描配线GL被供应扫描信号(栅极信号)。在图示的例子中，扫描配线GL的与半导体层11a重叠的部分作为栅极电极11g1、11g2发挥功能。即，扫描配线GL和栅极电极11g1、11g2形成为一体。以覆盖栅极电极11g1、11g2等的方式形成有层间绝缘层18。
源极电极11s、漏极电极11d以及信号配线SL设置在层间绝缘层18上。源极电极11s、漏极电极11d以及信号配线SL由金属材料形成。在栅极绝缘层17和层间绝缘层18形成有使半导体层11a的一部分露出的开口部(接触孔)CHs和CHd，源极电极11s和漏极电极11d分别在开口部CHs和CHd中连接到半导体层11a。另外，源极电极11s电连接到对应的信号配线SL，从信号配线SL被供应显示信号(源极信号)。在图示的例子中，信号配线SL的一部分作为源极电极11s发挥功能。即，信号配线SL和源极电极11s形成为一体。漏极电极11d电连接到像素电极12。
像素电极12由透明导电材料(例如ITO)形成。像素电极12电连接到TFT11，更具体地说，电连接到TFT11的漏极电极11d。
彩色滤光片14位于TFT11与像素电极12之间。各像素的彩色滤光片14例如是红色滤光片、绿色滤光片和蓝色滤光片中的任意一种。
连接电极15由透明导电材料(例如ITO)形成。连接电极15将TFT11与像素电极12相互连接。
彩色滤光片14包含：第1彩色滤光片层(下层彩色滤光片层)14a，其设置在TFT11上；以及第2彩色滤光片层(上层彩色滤光片层)14b，其设置在第1彩色滤光片层14a上。即，彩色滤光片14具有层叠结构。第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b是实质上相同颜色的彩色滤光片层。例如，在彩色滤光片14为红色滤光片的情况下，第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b均是红色的彩色滤光片层。第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b例如由已着色的感光性树脂材料形成。
第1彩色滤光片层14a具有第1接触孔CH1。在第1接触孔CH1中，TFT11与连接电极15被连接。第1接触孔CH1以使TFT11的漏极电极11d的一部分露出的方式形成。连接电极15设置在第1彩色滤光片层14a与第2彩色滤光片层14b之间，在第1接触孔CH1中，TFT11的漏极电极11d与连接电极15被连接。
第2彩色滤光片层14b具有第2接触孔CH2。在第2接触孔CH2中，连接电极15与像素电极12被连接。第2接触孔CH2以使连接电极15的一部分露出的方式形成。像素电极12设置在第2彩色滤光片层14b上，在第2接触孔CH2中，连接电极15与像素电极12被连接。在此，当将由相互相邻的2个扫描配线GL和相互相邻的2个信号配线SL包围的区域称为“像素开口区域”时，在图示的例子中，第2接触孔CH2位于像素开口区域内。
以覆盖像素电极12的方式形成有电介质层19，在该电介质层19上形成有共用电极13。共用电极13由透明导电材料(例如ITO)形成。在此虽然未图示，但是在共用电极13形成有至少1个狭缝。
当从显示面法线方向观看时，第1接触孔CH1与第2接触孔CH2相互不重叠。即，第1接触孔CH1与第2接触孔CH2相互错开地配置。
在此虽然未图示，但是在TFT基板10的液晶层30侧的最表面和相对基板20的液晶层30侧的最表面分别设置有取向膜。在本实施方式中，TFT基板10的取向膜和相对基板20的取向膜分别为水平取向膜。
在具有上述的构成的液晶显示装置100中，与具有COA结构的现有的液晶显示装置相比，能提高开口率。以下，说明其理由，但是在此之前，参照图16和图17来说明通过应用COA结构会降低开口率的理由。图17是示意性地示出比较例的液晶显示装置900的与1个像素对应的区域的俯视图，图16是沿着图17中的16A-16A’线的截面图。
比较例的液晶显示装置900在彩色滤光片14不具有层叠结构(即是单层)这一点上与图1等所示的液晶显示装置100不同。液晶显示装置900的彩色滤光片14具有以使漏极电极11d的一部分露出的方式形成的接触孔CH。像素电极12在该接触孔CH中连接到漏极电极11d。图17中示出接触孔CH的下端的轮廓c1和上端的轮廓c2这两者。
在比较例的液晶显示装置900中，在彩色滤光片14形成有接触孔CH的区域由于不存在彩色滤光片14的着色层，因此成为无助于彩色显示的区域(以下也称为“无着色区域”)。另外，TFT基板10的液晶层30侧的表面具有反映了接触孔CH的形状的凹部r，由于凹部r的存在所致的大的台阶，液晶分子的取向有可能紊乱。因此，为了防止取向紊乱所引起的显示质量的恶化，需要对接触孔CH及其附近进行遮光。在图示的例子中，TFT11的漏极电极11d与包含接触孔CH的上端(由轮廓c2规定)的区域重叠，由漏极电极11d进行遮光。
这样，在比较例的液晶显示装置900中，需要利用由金属材料等形成的比较大的遮光层对彩色滤光片14的接触孔CH及其附近进行遮光，因此开口率会降低。另外，这成为对高清晰化不利的重要因素。
相对于此，在本发明的实施方式的液晶显示装置100中，TFT基板10的彩色滤光片14包含第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b，当从显示面法线方向观看时，第1彩色滤光片层14a的接触孔(第1接触孔)CH1与第2彩色滤光片层14b的接触孔(第2接触孔)CH2相互不重叠。因此，在第1接触孔CH1内及其上方存在第2彩色滤光片层14b的着色层，在第2接触孔CH2的下方存在下层彩色滤光片层14a的着色层。由此，能削减无着色区域。另外，与在单层的彩色滤光片14形成接触孔CH的情况(参照图11)相比，能减小TFT基板10的表面的台阶，因此不易发生取向紊乱，能减小应该遮光的区域。在图1和图2所示的例子中，形成有第2接触孔CH2的区域未由漏极电极11d遮光。
这样，在本实施方式的液晶显示装置100中，能减小由于采用COA结构而产生的无助于开口率的区域(无效区域)，因此开口率提高。
此外，对第1彩色滤光片层14a的厚度t1和第2彩色滤光片层14b的厚度t2没有特别限制，但是在如图1等所示的那样第2接触孔CH2位于像素开口区域内的构成中，优选第2彩色滤光片层14b的厚度t2比第1彩色滤光片层14a的厚度t1小。在形成有第2接触孔CH2的区域中，由于仅存在第1彩色滤光片层14a的着色层作为彩色滤光片14的着色层，因此透射过该区域的光与透射过其它区域的光相比，色纯度(彩度)可能会变低。通过使第2彩色滤光片层14b的厚度t2相对小，也就是使第1彩色滤光片层14a的厚度t1相对大，能抑制形成有第2接触孔CH2的区域中的色纯度的降低。另外，也得到能减小第2接触孔CH2所致的台阶的效果。
(实施方式2)
参照图3和图4来说明本实施方式的液晶显示装置200。图3和图4分别是示意性地示出液晶显示装置200的截面图和俯视图。图4示出液晶显示装置200的与1个像素对应的区域，图3示出沿着图4中的3A-3A’线的截面结构。以下，以液晶显示装置200与实施方式1的液晶显示装置100的不同点为中心进行说明。
如图3和图4所示，在本实施方式的液晶显示装置200中，与实施方式1的液晶显示装置100同样，TFT基板10的彩色滤光片14也是包含第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b，当从显示面法线方向观看时，第1接触孔CH1与第2接触孔CH2相互不重叠。因此，在本实施方式的液晶显示装置200中，也能减小由于采用COA结构而产生的无效区域，因此开口率提高。
另外，在实施方式1的液晶显示装置100中，第2接触孔CH2位于像素开口区域内。相对于此，在本实施方式的液晶显示装置200中，第2接触孔CH2在从显示面法线方向观看时与扫描配线GL至少部分地重叠。
在形成有第2接触孔CH2的区域中，仅存在第1彩色滤光片层14a的着色层作为彩色滤光片14的着色层。因此，透射过该区域的光与透射过其它区域的光相比，色纯度(彩度)低。因此，通过如本实施方式这样将第2接触孔CH2以与扫描配线GL至少部分地重叠的方式配置，能进一步提高色纯度。另外，根据这种配置，能使第2接触孔CH2所致的台阶位于扫描配线GL上。在扫描配线GL上的区域中，来自背光源的光被遮挡，因此能抑制第2接触孔CH2的台阶所引起的显示质量的恶化，能实现显示质量的进一步提高。
(实施方式3)
参照图5A和图5B来说明本实施方式的液晶显示装置300。图5A和图5B分别是示意性地示出液晶显示装置300的截面图和俯视图。图5B示出液晶显示装置300的与1个像素对应的区域，图5A示出沿着图5B中的5A-5A’线的截面结构。以下，以液晶显示装置300与实施方式1的液晶显示装置100的不同点为中心进行说明。
在本实施方式的液晶显示装置300中，TFT11是顶栅结构的氧化物半导体TFT。即，TFT11的半导体层11a是氧化物半导体层。
另外，在本实施方式中，如图5A和图5B所示，TFT11的漏极电极11d与连接电极15形成为一体。即，漏极电极11d是由透明导电材料形成的透明漏极电极，TFT11不具有由金属材料形成的漏极电极。此外，以下，有时也将连接电极15以及与连接电极15形成为一体的漏极电极11d统称为“透明电极层”。
覆盖氧化物半导体层11a和栅极电极11g的层间绝缘层18具有与第1接触孔CH1连续的第3接触孔CH3。在第3接触孔CH3中，透明漏极电极11d连接到氧化物半导体层11a。
在本实施方式中，TFT11的漏极电极11d是透明漏极电极。另外，氧化物半导体层11a一般可以是透明的。因此，能使形成有第1接触孔CH1的区域有助于开口率。因此，在本实施方式的液晶显示装置300中，与实施方式1和2的液晶显示装置100和200相比，能进一步提高开口率。
此外，在液晶显示装置300中，第2接触孔CH2与扫描配线GL重叠，第1接触孔CH1位于像素开口区域内。在这种构成中，优选第2彩色滤光片层14b的厚度t2比第1彩色滤光片层14a的厚度t1大。在形成有第1接触孔CH1的区域中，由于仅存在第2彩色滤光片层14b的着色层作为彩色滤光片14的着色层，因此透射过该区域的光与透射过其它区域的光相比，色纯度(彩度)可能会变低。通过使第2彩色滤光片层14b的厚度t2相对大，能抑制形成有第1接触孔CH1的区域中的色纯度的降低。
另外，在本实施方式的液晶显示装置300中，TFT11的漏极电极11d形成在与信号配线SL不同的层。因此，也能采用包含漏极电极(透明漏极电极)11d和连接电极15的透明电极层在从显示面法线方向观看时与信号配线SL至少部分地重叠的构成。通过采用这种构成，能实现进一步的高清晰化。图6A和图6B示出采用了这种构成的液晶显示装置300A。图6B示出液晶显示装置300A的与1个像素对应的区域，图6A示出沿着图6B中的6A-6A’线的截面结构。
在液晶显示装置300A中，如图6A和图6B所示，包含透明漏极电极11d和连接电极15的透明电极层与信号配线SL部分地重叠。因此，能实现进一步的高清晰化。
此外，在图5A、图5B、图6A以及图6B所示的例子中，第2接触孔CH2在从显示面法线方向观看时与扫描配线GL至少部分地重叠，但是第2接触孔CH2也可以位于像素开口区域内。不过，由于与关于实施方式2的液晶显示装置200所说明的理由相同的理由，从色纯度的进一步提高、抑制第2接触孔CH2的台阶所引起的显示质量的恶化的观点来说，优选如图5A等所例示的那样，第2接触孔CH2与扫描配线GL至少部分地重叠。
(实施方式4)
参照图7和图8说明本实施方式的液晶显示装置400。图7和图8分别是示意性地示出液晶显示装置400的截面图和俯视图。图8示出液晶显示装置400的与1个像素对应的区域，图7示出沿着图8中的7A-7A’线的截面结构。以下，以液晶显示装置400与实施方式3的液晶显示装置300的不同点为中心进行说明。
液晶显示装置400能作为内嵌(in-cell)型触摸面板发挥功能。如图7和图8所示，液晶显示装置400的TFT基板10具有多个触摸面板用传感器配线TL。传感器配线TL由金属材料形成。传感器配线TL设置在第1彩色滤光片层14a与第2彩色滤光片层14b之间。传感器配线TL在列方向上延伸，在从显示面法线方向观看时，与信号配线SL重叠。
在本实施方式中，共用电极13被分割为多个子电极13a。各传感器配线TL电连接到多个子电极13a中的任意一个子电极13a。在图7所示的例子中，在形成于电介质层19和第2彩色滤光片层14b的第4接触孔CH4中，传感器配线TL连接到子电极13a。以下，参照图9来说明液晶显示装置400能作为内嵌型触摸面板发挥功能的构成的例子。
如图9所示，液晶显示装置400具有由多个像素规定的显示区域DR和位于显示区域DR的周围的周边区域(也称为“边框区域”)FR。在显示区域DR内，共用电极13的多个子电极13a按矩阵状配置。在周边区域FR配置有作为驱动信号配线SL的源极驱动器发挥功能的源极驱动器IC40。此外，在此未图示出栅极驱动器。
源极驱动器IC40包含传感器驱动/读取电路，多个传感器配线TL连接到源极驱动器IC40。各子电极13a在接触孔(第4接触孔)CH4中连接到对应的传感器配线TL。
参照图10来说明也作为触摸面板发挥功能的液晶显示装置400的驱动方法。图10是示出1个垂直期间中的共用电压的变化的定时的时序图。
如图10所示，1个垂直期间被划分为一边进行线顺序扫描一边向各像素写入显示信号的期间(显示期间)和进行感测的期间(感测期间)。在显示期间中，向共用电极13的多个子电极13a供应直流的Vcom信号作为共用电压。Vcom信号从源极驱动器IC供应。在感测期间中，向共用电极13的多个子电极13a供应具有一定的振幅的交流的Vcom信号。由此，能计测并读出各子电极13a与对象物(例如手指)之间的电容，能使液晶显示装置400作为触摸面板发挥功能。
根据本实施方式，能实现开口率高的内嵌型触摸面板。
此外，在上述的实施方式1～4中，例示了FFS模式的液晶显示装置，但是显示模式不限于FFS模式。也可以使用其它显示模式(例如VA模式)。
在显示模式为FFS模式的情况下，可以采用如在实施方式1～4中所例示的共用电极13位于像素电极12的上方的构成，也可以与此相反地，采用像素电极12位于共用电极13的上方的构成(即，共用电极13设置在第2彩色滤光片层14b与电介质层19之间且像素电极12设置在电介质层19上的构成)。在该情况下，例如，在电介质层19形成与第2接触孔CH2连续的开口部，在第2接触孔CH2中像素电极12直接连接到连接电极15。另外，也可以将像素电极12经由与共用电极13由相同导电膜形成的另外的连接电极连接到连接电极15。
也可以在第1彩色滤光片层14a与第2彩色滤光片层14b之间、和/或在源极金属层(包含源极电极11s、漏极电极11d以及信号配线SL的层)与第1彩色滤光片层14a之间设置绝缘层。通过设置这种绝缘层，能防止彩色滤光片14所引起的污染。
在至此的说明中，例示了具有多晶硅层或氧化物半导体层作为半导体层11a的顶栅结构的TFT11，但是TFT11不限于它们。例如，也可以使用具有氧化物半导体层或非晶硅层作为半导体层11a的底栅结构的TFT11。
另外，彩色滤光片14也可以包含3个以上的彩色滤光片层。通过使彩色滤光片14包含3个以上的彩色滤光片层，能进一步减小接触孔所致的台阶而进一步抑制显示质量的恶化。在彩色滤光片14包含3个以上的彩色滤光片层的情况下，TFT基板10在各像素中包含多个连接电极。例如，在彩色滤光片14包含3个彩色滤光片层的情况下，TFT基板10在各像素中可以包含2个连接电极。
图11和图12示出具备包含3个彩色滤光片层14a、14b以及14c的彩色滤光片14的液晶显示装置300B。图12是示出液晶显示装置300B的与1个像素对应的区域的俯视图，图11是示出沿着图12中的11A-11A’线的截面结构的图。
如图11所示，液晶显示装置300B的彩色滤光片14不仅包含第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b，还包含第3彩色滤光片层14c，这一点与液晶显示装置300的彩色滤光片14不同。
另外，如图11和图12所示，液晶显示装置300B的TFT基板10具有将连接电极15与像素电极12连接的另外的连接电极15’，这一点与液晶显示装置300的TFT基板10不同。以下，将连接电极15称为“第1连接电极”，将另外的连接电极15’称为“第2连接电极”。
第3彩色滤光片层14c设置在第2彩色滤光片层14b上。第3彩色滤光片层14c是与第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b实质上相同颜色的彩色滤光片层，例如由已着色的感光性树脂材料形成。
第3彩色滤光片层14c具有第5接触孔CH5。在第5接触孔CH5中，第2连接电极15’与像素电极12被连接。第5接触孔CH5以使第2连接电极15’的一部分露出的方式形成。第2连接电极15’设置在第2彩色滤光片层14b与第3彩色滤光片层14c之间，在第2接触孔CH2中，第1连接电极15与第2连接电极15’被连接。第2连接电极15’由透明导电材料(例如ITO)形成。
当从显示面法线方向观看时，第5接触孔CH5是与第1接触孔CH1及第2接触孔CH2不重叠的。即，第5接触孔CH5是与第1接触孔CH1及第2接触孔CH2错开配置的。
如上所述，在液晶显示装置300B中，彩色滤光片14包含3个彩色滤光片层14a、14b以及14c，从而能进一步减小接触孔所致的台阶而进一步抑制显示质量的恶化。
(实施方式5)
参照图13、图14以及图15说明本实施方式的有机EL显示装置500。图13和图14分别是示意性地示出有机EL显示装置500的截面图和俯视图。图14示出有机EL显示装置500的与1个像素对应的区域，图13示出沿着图14中的13A-13A’线的截面结构。图15是有机EL显示装置500的1个像素的等价电路图。
如图13所示，有机EL显示装置500具备TFT基板10。另外，有机EL显示装置500具有多个像素。多个像素排列为包含多个行和多个列的矩阵状。有机EL显示装置500是从TFT基板10的背面侧取出光的底部发射(Bottom emission)型。
如图14所示，TFT基板10具有在行方向上延伸的多个扫描配线GL、在列方向上延伸的多个信号配线SL以及在列方向上延伸的多个电源配线CL。另外，如图14和图15所示，TFT基板10在多个像素之中的每个像素中具有驱动用TFT11、选择用TFT11’、电容元件(保持电容)Cs、像素电极(阳极)12、共用电极(阴极)13以及有机EL层51。阳极12、设置在阳极12上的有机EL层51以及设置在有机EL层51上的阴极13构成OLED(有机发光二极管)50。有机EL层51具有包含由有机半导体材料形成的多个层的层叠结构。该层叠结构例如从阳极12侧起按顺序包含空穴注入层、空穴输送层、发光层、电子输送层以及电子注入层。TFT基板10的构成要素由具有绝缘性的透明的基板10a(例如玻璃基板)支撑。在图示的例子中，在基板10a上形成有底涂层16，驱动用TFT11等设置在底涂层16上。
驱动用TFT11具有半导体层11a、栅极电极11g、源极电极11s以及漏极电极11d。选择用TFT11’具有半导体层11a’、栅极电极11g’、源极电极11s’以及漏极电极11d’。
选择用TFT11’的栅极电极11g’连接到扫描配线GL。选择用TFT11’的源极电极11s’连接到信号配线SL。选择用TFT11’的漏极电极11d’连接到驱动用TFT11的栅极电极11g和电容元件Cs。驱动用TFT11的漏极电极11d连接到电源配线CL。驱动用TFT11的源极电极11s连接到OLED50，更具体地说，连接到阳极(像素电极)12。
当从扫描配线GL向选择用TFT11’的栅极电极11g’供应了导通信号时，选择用TFT11’成为导通状态，因此，来自信号配线SL的信号电压(与OLED50的期望的发光亮度对应)会经由选择用TFT11’施加到电容元件Cs和驱动用TFT11的栅极电极11g。当由于信号电压而驱动用TFT11成为导通状态时，来自电源配线CL的电流会经由驱动用TFT11流到OLED50，OLED50发光。
驱动用TFT11和选择用TFT11’的半导体层11a和11a’设置在底涂层16上。半导体层11a和11a’是氧化物半导体层。在半导体层11a和11a’上形成有栅极绝缘层17。栅极电极11g、11g’和扫描配线GL设置在栅极绝缘层17上。以覆盖栅极电极11g等的方式形成有层间绝缘层18。
源极电极11s’、漏极电极11d、11d’、信号配线SL以及电源配线CL设置在层间绝缘层18上。在层间绝缘层18形成有使驱动用TFT11的半导体层11a的一部分露出的开口部(接触孔)CHd，驱动用TFT11的漏极电极11d在开口部CHd中连接到半导体层11a。另外，在层间绝缘层18形成有使选择用TFT11’的半导体层11a’的一部分露出的开口部(接触孔)CHs’和CHd’，源极电极11s’和漏极电极11d’分别在开口部CHs’和CHd’中连接到半导体层11a’。而且，在层间绝缘层18形成有使栅极电极11g的一部分露出的第6接触孔CH6，漏极电极11d’在第6接触孔CH6中连接到栅极电极11g。
阳极(像素电极)12由透明导电材料(例如ITO)形成。阳极12电连接到驱动用TFT11，更具体地说，电连接到驱动用TFT11的源极电极11s。
彩色滤光片14位于驱动用TFT11与阳极12之间。各像素的彩色滤光片14例如是红色滤光片、绿色滤光片以及蓝色滤光片中的任意一种。
连接电极15由透明导电材料(例如ITO)形成。连接电极15将驱动用TFT11与像素电极12相互连接。在图示的例子中，驱动用TFT11的源极电极11s与连接电极15形成为一体。即，源极电极11s是由透明导电材料形成的透明源极电极，TFT11不具有由金属材料形成的源极电极。
彩色滤光片14包含设置在驱动用TFT11上的第1彩色滤光片层(下层彩色滤光片层)14a和设置在第1彩色滤光片层14a上的第2彩色滤光片层(上层彩色滤光片层)14b。即，彩色滤光片14具有层叠结构。第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b是实质上相同颜色的彩色滤光片层。
第1彩色滤光片层14a具有第1接触孔CH1。另外，层间绝缘层18具有与第1接触孔CH1连续且使半导体层11a的一部分露出的第3接触孔CH3。在第1接触孔CH1和第3接触孔CH3中，驱动用TFT11与连接电极15被连接。更具体地说，与连接电极15形成为一体的透明源极电极11s连接到半导体层11a，从而进行驱动用TFT11与连接电极15的连接。连接电极15设置在第1彩色滤光片层14a与第2彩色滤光片层14b之间。
第2彩色滤光片层14b具有第2接触孔CH2。在第2接触孔CH2中，连接电极15与阳极12被连接。第2接触孔CH2以使连接电极15的一部分露出的方式形成。阳极12设置在第2彩色滤光片层14b上，在第2接触孔CH2中，连接电极15与阳极12被连接。在图示的例子中，第2接触孔CH2位于像素开口区域内。
在阳极12上设置有有机EL层51，在有机EL层51上形成有阴极(共用电极)13。阴极13由金属材料形成。
当从显示面法线方向观看时，第1接触孔CH1与第2接触孔CH2相互不重叠。即，第1接触孔CH1与第2接触孔CH2相互错开地配置。
在本实施方式的有机EL显示装置500中，TFT基板10的彩色滤光片14包含第1彩色滤光片层14a和第2彩色滤光片层14b，当从显示面法线方向观看时，第1彩色滤光片层14a的接触孔(第1接触孔)CH1与第2彩色滤光片层14b的接触孔(第2接触孔)CH2相互不重叠。因此，在第1接触孔CH1内及其上方存在第2彩色滤光片层14b的着色层，在第2接触孔CH2的下方存在下层彩色滤光片层14a的着色层。由此，能削减无着色区域。
这样，在底部发射型的有机EL显示装置500中，根据上述的构成，能减小无助于开口率的区域(无效区域)，因此开口率提高。
(关于氧化物半导体)
氧化物半导体层所包含的氧化物半导体可以是非晶质氧化物半导体，也可以是具有结晶质部分的结晶质氧化物半导体。作为结晶质氧化物半导体，可举出多晶氧化物半导体、微晶氧化物半导体、c轴大致垂直于层面取向的结晶质氧化物半导体等。
氧化物半导体层也可以具有2层以上的层叠结构。在氧化物半导体层具有层叠结构的情况下，氧化物半导体层可以包含非晶质氧化物半导体层和结晶质氧化物半导体层。或者，也可以包含结晶结构不同的多个结晶质氧化物半导体层。另外，也可以包含多个非晶质氧化物半导体层。在氧化物半导体层具有包含上层和下层的2层结构的情况下，优选靠近栅极电极的层(顶栅结构的情况下的上层)所包含的氧化物半导体的能隙比远离栅极电极的层(顶栅结构的情况下的下层)所包含的氧化物半导体的能隙小。不过，在这些层的能隙的差比较小的情况下，远离栅极电极的层的氧化物半导体的能隙也可以比靠近栅极电极的层的氧化物半导体的能隙小。
非晶质氧化物半导体和上述的各结晶质氧化物半导体的材料、结构、成膜方法、具有层叠结构的氧化物半导体层的构成等例如记载于特开2014-007399号公报中。为了参考，将特开2014-007399号公报的公开内容全部援引到本说明书中。
氧化物半导体层例如可以包含In、Ga以及Zn中的至少1种金属元素。在本发明的实施方式中，氧化物半导体层例如包含In-Ga-Zn-O系的半导体(例如氧化铟镓锌)。在此，In-Ga-Zn-O系的半导体是In(铟)、Ga(镓)、Zn(锌)的三元系氧化物，In、Ga以及Zn的比例(组成比)不作特别限定，例如包含In：Ga：Zn＝2：2：1、In：Ga：Zn＝1：1：1、In：Ga：Zn＝1：1：2等。这种氧化物半导体层能由包含In-Ga-Zn-O系的半导体的氧化物半导体膜形成。
In-Ga-Zn-O系的半导体可以是非晶质，也可以是结晶质。作为结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体，优选c轴大致垂直于层面取向的结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体。
此外，结晶质In-Ga-Zn-O系的半导体的结晶结构例如公开于上述的特开2014-007399号公报、特开2012-134475号公报、特开2014-209727号公报等。为了参考，将特开2012-134475号公报和特开2014-209727号公报的公开内容全部援引到本说明书中。具有In-Ga-Zn-O系半导体层的TFT具有高迁移率(与a-SiTFT相比超过20倍)和低漏电流(与a-SiTFT相比不到百分之一)，因此适合用作驱动TFT(例如，在包含多个像素的显示区域的周边设置在与显示区域相同的基板上的驱动电路所包含的TFT)和像素TFT(设置于像素的TFT)。
氧化物半导体层也可以包含其它氧化物半导体来代替In-Ga-Zn-O系半导体。例如可以包含In-Sn-Zn-O系半导体(例如In2O3-SnO2-ZnO；InSnZnO)。In-Sn-Zn-O系半导体是In(铟)、Sn(锡)以及Zn(锌)的三元系氧化物。或者，氧化物半导体层也可以包含In-Al-Zn-O系半导体、In-Al-Sn-Zn-O系半导体、Zn-O系半导体、In-Zn-O系半导体、Zn-Ti-O系半导体、Cd-Ge-O系半导体、Cd-Pb-O系半导体、CdO(氧化镉)、Mg-Zn-O系半导体、In-Ga-Sn-O系半导体、In-Ga-O系半导体、Zr-In-Zn-O系半导体、Hf-In-Zn-O系半导体、Al-Ga-Zn-O系半导体、Ga-Zn-O系半导体、In-Ga-Zn-Sn-O系半导体等。
根据本发明的实施方式，能提高具备具有彩色滤光片的有源矩阵基板的显示装置的开口率。本发明的实施方式能广泛应用于具备具有彩色滤光片的有源矩阵基板的显示装置，特别是能适用于高清晰的液晶显示装置(例如HMD用的液晶显示装置)、有机EL显示装置。

Claims (15)

1.一种显示装置，
具有排列为包含多个行和多个列的矩阵状的多个像素，
具备具有在行方向上延伸的多个扫描配线和在列方向上延伸的多个信号配线的有源矩阵基板，
上述显示装置的特征在于，
上述有源矩阵基板在上述多个像素之中的每个像素中具有：
TFT，其具有半导体层、栅极电极、源极电极以及漏极电极；
像素电极，其由透明导电材料形成，电连接到上述TFT；
彩色滤光片，其位于上述TFT与上述像素电极之间；以及
至少1个连接电极，其由透明导电材料形成，用于将上述TFT与上述像素电极电连接，
上述彩色滤光片包含：
第1彩色滤光片层，其设置在上述TFT上，具有第1接触孔；以及
第2彩色滤光片层，其设置在上述第1彩色滤光片层上，具有第2接触孔，
当从显示面法线方向观看时，上述第1接触孔与上述第2接触孔相互不重叠。
2.根据权利要求1所述的显示装置，
上述至少1个连接电极是将上述TFT与上述像素电极相互连接的1个连接电极，
在上述第1接触孔中，上述TFT与上述连接电极被连接，
在上述第2接触孔中，上述连接电极与上述像素电极被连接。
3.根据权利要求2所述的显示装置，
上述TFT的上述漏极电极由金属材料形成，
在上述第1接触孔中，上述TFT的上述漏极电极与上述连接电极被连接。
4.根据权利要求2所述的显示装置，
上述TFT的上述半导体层是氧化物半导体层，
上述TFT的上述漏极电极是与上述连接电极形成为一体的透明漏极电极，
上述有源矩阵基板具有覆盖上述氧化物半导体层和上述栅极电极的层间绝缘层，
上述层间绝缘层具有与上述第1接触孔连续的第3接触孔，
在上述第3接触孔中，上述透明漏极电极连接到上述氧化物半导体层。
5.根据权利要求4所述的显示装置，
当从显示面法线方向观看时，包含上述透明漏极电极和上述连接电极的透明电极层与上述多个信号配线中的任意一个信号配线至少部分地重叠。
6.根据权利要求4或5所述的显示装置，
上述氧化物半导体层包含In-Ga-Zn-O系半导体。
7.根据权利要求6所述的显示装置，
上述In-Ga-Zn-O系半导体包含结晶质部分。
8.根据权利要求1至5、7中的任意一项所述的显示装置，
当将由上述多个扫描配线中的相互相邻的2个扫描配线和上述多个信号配线中的相互相邻的2个信号配线包围的区域称为像素开口区域时，
上述第2接触孔位于上述像素开口区域内。
9.根据权利要求8所述的显示装置，
上述第2彩色滤光片层的厚度比上述第1彩色滤光片层的厚度小。
10.根据权利要求1至5、7中的任意一项所述的显示装置，
当从显示面法线方向观看时，上述第2接触孔与上述多个扫描配线中的任意一个扫描配线至少部分地重叠。
11.根据引用权利要求4的权利要求10所述的显示装置，
上述第2彩色滤光片层的厚度比上述第1彩色滤光片层的厚度大。
12.根据权利要求1至5、7、9、11中的任意一项所述的显示装置，
上述显示装置作为内嵌型触摸面板发挥功能，
上述有源矩阵基板还具有多个触摸面板用传感器配线，上述多个触摸面板用传感器配线由金属材料形成，设置在上述第1彩色滤光片层与上述第2彩色滤光片层之间，
当从显示面法线方向观看时，上述多个触摸面板用传感器配线与上述多个信号配线重叠。
13.根据权利要求12所述的显示装置，
上述有源矩阵基板还具有共用电极，上述共用电极由透明导电材料形成，被分割为多个子电极，
上述多个触摸面板用传感器配线中的每个触摸面板用传感器配线电连接到上述多个子电极中的任意一个子电极。
14.根据权利要求1至5、7、9、11、13中的任意一项所述的显示装置，
是还具备相对基板和液晶层的液晶显示装置，
上述相对基板与上述有源矩阵基板相对，
上述液晶层设置在上述有源矩阵基板与上述相对基板之间。
15.根据权利要求1至5、7、9、11、13中的任意一项所述的显示装置，
是还具备设置在上述像素电极上的有机EL层的有机EL显示装置。
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