JP6959359B2 - 基板及び電気泳動装置 - Google Patents

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Description

本発明は、基板及び電気泳動装置に関する。
近年、携帯電話及び電子ペーパー等のモバイル電子機器向け等の表示装置の需要が高くなっている。例えば、電子ペーパーで用いられる電気泳動型ディスプレイ(Electrophoretic Display:EPD)では、画像の書き換え時の電位を保持するメモリ性を有している。EPDは、フレーム毎に1回書き換えを行えば、次のフレームにおいて書き換えが行われるまで書き換え時の電位が保持される。このため、EPDは、低消費電力駆動が可能である。なお、EPDにおいて、第1蓄積容量が画素スイッチング素子と重なる構造が開示されている(例えば、特許文献1)。
特開2011−221097号公報
EPDにおいて、表示性能の向上が望まれている。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、表示性能を向上できるようにした基板及び電気泳動装置を提供することを目的とする。
一態様に係る基板は、絶縁性の基材と、前記基材の一方の面側に設けられる画素電極と、前記基材と前記画素電極との間に設けられる共通電極と、を備え、平面視で、前記共通電極の外周の辺は全て前記画素電極の内側に位置する。
一態様に係る電気泳動装置は、基板と、前記基板と対向して配置される電気泳動層と、を備え、前記基板は、絶縁性の基材と、前記基材において前記電気泳動層と対向する面側に設けられる画素電極と、前記基材と前記画素電極との間に設けられる共通電極と、を備え、平面視で、前記共通電極の外周の全辺は前記画素電極の内側に位置する。
図1は、実施形態1に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。 図2は、実施形態1に係るTFT基板において、1画素の構成例を示す回路図である。 図3は、実施形態1に係るTFT基板において、複数の画素の配置例を示す平面図である。 図4は、実施形態1に係るTFT基板において、共通電極と画素電極との位置関係を示す断面図である。 図5は、実施形態1に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図6は、実施形態1に係る連結部の構成例を示す断面図である。 図7は、実施形態1に係る連結部の別の構成例(その1)を示す断面図である。 図8は、実施形態1に係る連結部の別の構成例(その2)を示す断面図である。 図9は、実施形態1に係るTFT基板において、画素トランジスタを含む領域を拡大して示す平面図である。 図10は、図9に示す平面図をX−X’線で切断した断面図である。 図11は、TFT基板の製造方法を説明するための断面図である。 図12は、TFT基板の製造方法を説明するための断面図である。 図13は、TFT基板の製造方法を説明するための断面図である。 図14は、TFT基板の製造方法を説明するための断面図である。 図15は、実施形態1に係る表示装置の構成例を示す断面図である。 図16は、1つの画素において、画素電極の外周と共通電極の外周との間の距離と、電界強度との関係を調査した結果を示すグラフである。 図17は、比較例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図18は、図17に示す平面図をXVIII−XVIII’線で切断した断面図である。 図19は、実施形態1の変形例1に係るTFT基板の構成例を示す断面図である。 図20は、実施形態1の変形例2に係るTFT基板の構成例を示す断面図である。 図21は、実施形態1の変形例2に係るTFT基板の構成例を示す断面図である。 図22は、実施形態2に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図23は、実施形態2に係る連結部の構成例を示す断面図である。 図24は、実施形態2の変形例に係るTFT基板において、1画素の構成例を示す回路図である。 図25は、実施形態2の変形例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図26は、実施形態3に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図27は、実施形態4に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図28は、実施形態5に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図29は、実施形態5の変形例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図30は、実施形態6に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。 図31は、実施形態6に係る共通電極の構成例を示す平面図である。 図32は、実施形態6に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図33は、実施形態6の変形例1に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図34は、実施形態6の変形例2に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図35は、実施形態6の変形例3に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図36は、実施形態6の変形例4に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図37は、実施形態6の変形例5に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。 図38は、実施形態6の変形例6に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。
本発明を実施するための形態(実施形態)につき、図面を参照しつつ詳細に説明する。以下の実施形態に記載した内容により本発明が限定されるものではない。また、以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに、以下に記載した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。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、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。また、本明細書では、図3における左右方向をX方向で示し、図3における上下方向をY方向で示し、図3のX−Y平面に垂直な方向をZ方向で示す。また、X方向及びY方向を水平方向ともいう。
(実施形態1)
図1は、実施形態1に係る表示装置の構成例を示すブロック図である。図2は、実施形態1に係るTFT基板において、1画素の構成例を示す回路図である。実施形態1に係る表示装置200は、例えば、図示しない電子機器に搭載される。表示装置200は、電子機器の電源回路から電源電圧が印加され、電子機器のホストプロセッサである制御回路から出力される信号に基づいて画像表示を行う。表示装置200は、例えば電気泳動層160(後述の図15参照)を有する電気泳動型ディスプレイ(EPD)である。図1に示すように、表示装置200は、TFT基板100と、TFT基板100に接続するゲート駆動部110と、TFT基板100に接続するソース駆動部120と、を備える。電気泳動型ディスプレイ(EPD)は、電気泳動装置ともいう。
図1に示すように、TFT基板100は、複数の画素PXと、複数のゲート線GCL(n)、GCL(n+1)、GCL(n+2)…と、複数の信号線SGL(m)、SGL(m+1)、SGL(m+2)…と、を備える。n、mは、それぞれ1以上の整数である。以下の説明では、複数のゲート線GCL(n)、GCL(n+1)、GCL(n+2)…を互いに区別して説明する必要がないときは、それぞれをゲート線GCLという。複数の信号線SGL(m)、SGL(m+1)、SGL(m+2)…を互いに区別して説明する必要がないときは、それぞれを信号線SGLという。
複数の画素PXは、X方向と、X方向と交差するY方向とにそれぞれ並んでおり、2次元のマトリクス状に配置されている。複数のゲート線GCLは、X方向に延設されており、Y方向に並んでいる。複数の信号線SGLは、Y方向に延設されており、X方向に並んでいる。これにより、複数の信号線SGLは、複数のゲート線GCLと平面視でそれぞれ直交している。なお、平面視とは、TFT基板100の基材1の一方の面1a(後述の図10参照)の法線方向から見ることを意味する。基材1の一方の面1aは、水平方向に平行である。複数のゲート線GCLは、ゲート駆動部110にそれぞれ接続している。複数の信号線SGLは、ソース駆動部120にそれぞれ接続している。
ゲート駆動部110は、上述の制御回路から出力される信号に基づいて、ゲート駆動信号を生成する。ゲート駆動部110は、ゲート駆動信号をゲート線GCLに供給する。ソース駆動部120は、上述の制御回路から出力される信号に基づいて、ソース駆動信号を生成する。ソース駆動部120は、ソース駆動信号を信号線SGLに供給する。
ゲート駆動部110及びソース駆動部120はTFT基板100に直接形成された内蔵回路として設けられていてもよいし、対向基板130(後述の図15参照)に設けられていてもよい。また、ゲート駆動部110及びソース駆動部120は、TFT基板100に接続する他の回路基板(例えば、フレキシブル基板)に実装されたIC(Integrated Circuit)に搭載されていてもよい。
図2に示すように、TFT基板100の各画素PXは、画素トランジスタTRを備える。例えば、画素トランジスタTRは、ボトムゲート型のNMOSトランジスタNTRである。NMOSトランジスタTRは、第1NMOSトランジスタntr1と、第2NMOSトランジスタntr2と、を有する。第1NMOSトランジスタntr1と、第2NMOSトランジスタntr2は直列に接続されている。
NMOSトランジスタNTRのゲートは、第1NMOSトランジスタntr1のゲートn1g(後述の図10参照)及び第2NMOSトランジスタntr2のゲートn2g(後述の図10参照)を有する。NMOSトランジスタNTRのゲートは、ゲート線GCLに接続している。NMOSトランジスタNTRのソースは、信号線SGLに接続している。NMOSトランジスタNTRのドレインは、画素電極51(後述の図3参照)に接続している。NMOSトランジスタNTRのソースには、信号線SGLからソース駆動信号(映像信号)が供給される。NMOSトランジスタNTRのゲートには、ゲート線GCLからゲート駆動信号が供給される。NMOSトランジスタNTRに供給されるゲート駆動信号の電圧が所定の値以上になると、NMOSトランジスタNTRがオンする。これにより、信号線SGLからNMOSトランジスタNTRを介して、画素電極51にソース駆動信号(映像信号)が供給される。
また、TFT基板100の各画素PXは、第1保持容量C1と、第2保持容量C2とを有する。第1保持容量C1は、画素電極51と共通電極41(後述の図10参照)との間に形成される。第2保持容量C2は、対向基板130の対向電極133(後述の図15参照)と、画素電極51との間に形成される。画素電極51には、信号線SGLから画素トランジスタTRを介して、ソース駆動信号(映像信号)が供給される。また、共通電極41と対向電極133には、共通電位VCOMが供給される。画素電極51に供給されたソース駆動信号(映像信号)の電位は、第1保持容量C1と、第2保持容量C2とによって保持される。
次に、TFT基板の構造について説明する。図3は、実施形態1に係るTFT基板において、複数の画素の配置例を示す平面図である。図4は、実施形態1に係るTFT基板において、共通電極と画素電極との位置関係を示す断面図である。図4に示す断面は、図3に示す平面図をIV−IV’線で切断した断面である。なお、図4では、平坦化膜33よりも下側(つまり、基材1側)に位置する各部の図示を省略している。
図3に示すように、TFT基板100において、複数の画素電極51は、X方向と、X方向と交差するY方向とにそれぞれ並んでおり、2次元のマトリクス状に配置されている。本実施形態(実施形態1から5)では、1つの画素電極51と平面視で重なる領域が、1つの画素PXとなっている。画素電極51の平面視による形状は、例えば矩形である。画素電極51は、外周に4つの辺51Lを有する。
また、共通電極41の平面視による形状も、例えば矩形である。共通電極41は、外周に4つの辺41Lを有する。なお、後述の図9及び図10に示すように、共通電極41には、ドレイン31dと画素電極51とを接続するための第3コンタクトホールH3が設けられている。
図4に示すように、各画素PXでは、平坦化膜33上に共通電極41が設けられている。また、共通電極41上に反射膜43が設けられている。また、平坦化膜33上に絶縁膜45が設けられている。絶縁膜45が共通電極41及び反射膜43を覆っている。また、絶縁膜45上に画素電極51が設けられている。複数の共通電極41は、X方向と、X方向と交差するY方向とにそれぞれ並んでおり、2次元のマトリクス状に配置されている。複数の共通電極41のうち、互いに隣り合う共通電極41同士は、それぞれ離隔している。
図3及び図4に示すように、共通電極41は、画素電極51の下側に位置する。平面視で、共通電極41の外周の4つの辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。複数の画素電極51と複数の共通電極51の各々は1対1で対向している。つまり、1つの画素PXにおいて、共通電極41の各辺41Lは、画素電極51の各辺51Lよりも画素PXの中央側に位置する。例えば、1つの画素PXにおいて、共通電極41の外周の辺41Lと、辺41Lと隣り合う画素電極51の外周の辺51Lとの間の水平方向の距離をX1とする。距離X1は、0.1μm以上25μm以下である。
また、反射膜43は、共通電極41の上側に位置する。反射膜43の平面視による形状も、例えば矩形である。反射膜43は、外周に4つの辺43Lを有する。平面視で、反射膜43の外周の4つの辺43Lは全て共通電極41の内側に位置する。つまり、1つの画素PXにおいて、反射膜43の各辺43Lは、共通電極41の各辺41Lよりも画素PXの中央側に位置する。
図5は、実施形態1に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。図6は、実施形態1に係る連結部の構成例を示す断面図である。図6に示す断面は、図5に示す平面図をVI−VI’線で切断した断面である。図5及び図6に示すように、TFT基板100は、複数の共通電極41同士を接続する連結部50を有する。例えば、連結部50は、X方向で隣り合う共通電極41同士を接続する。連結部50は、ゲート線GCLに平行に延設された複数の配線COMLと、各画素において配線COMLと共通電極41とを接続する第1中継部rel1と、を有する。
上述したように、複数の画素PXは、X方向とY方向とにそれぞれ並んでおり、2次元のマトリクス状に配置されている。複数の配線COMLは、X方向に延設されており、Y方向に並んでいる。平面視で、1つの画素PXに1本の配線COMLが重なるように、複数の配線COMLはY方向に並んでいる。
また、Y方向において、配線COMLとゲート線GCLは交互に並んでいる。例えば、Y方向において、配線COML及びゲート線GCLは、配線COML(n)、ゲート線GCL(n)、配線COML(n+1)、ゲート線GCL(n+1)…の順で並んでいる。これにより、複数の信号線SGLは、配線COML及びゲート線GCLと、平面視でそれぞれ直交している。
配線COMLは、ゲート線GCLと同一の層(レイヤ)に設けられている。配線COMLは、ゲート線GCLと同一組成の材料で構成されている。配線COMLは、ゲート線GCLと同一のプロセスで同時に形成される。
図6に示すように、配線COMLは絶縁膜13で覆われている。絶縁膜13には貫通穴13Hが設けられている。また、絶縁膜13上には層間絶縁膜23が設けられている。層間絶縁膜23には、貫通穴23Hが設けられている。貫通穴23Hと貫通穴13Hは、Z方向で接続している。第1中継部rel1は、層間絶縁膜23上に設けられており、貫通穴23Hと貫通穴13Hとを埋め込んでいる。また、第1中継部rel1は平坦化膜33で覆われている。平坦化膜33には貫通穴33Hが設けられている。貫通穴33Hは、貫通穴23H及び貫通穴13HとZ方向で一列に並ばない位置(つまり、貫通穴23H及び貫通穴13Hに対して、水平方向にずらした位置)に設けられている。共通電極41は、平坦化膜33上に設けられており、貫通穴33Hを埋め込んでいる。これにより、配線COMLは、第1中継部rel1を介して、共通電極41に電気的に接続される。つまり、コンタクトホール13Hにおいて、連結部50は透光性導電膜の共通電極41に接する。
なお、本実施形態において、連結部50の構成は図6に示す態様に限定されない。図7は、実施形態1に係る連結部の別の構成例(その1)を示す断面図である。図7に示すように、貫通穴33Hは、貫通穴23H及び貫通穴13HとZ方向で一列に並ぶ位置に設けられていてもよい。このような構成であっても、配線COMLは、第1中継部rel1を介して、共通電極41に接続される。
また、連結部50は、第1中継部rel1に加えて、第2中継部rel2を有してもよい。図8は、実施形態1に係る連結部の別の構成例(その2)を示す断面図である。図8に示すように、連結部50は、配線COMLと、第1中継部rel1と、第2中継部rel2とを有する。例えば、第2中継部rel2は、絶縁膜13と層間絶縁膜23との間に設けられた島状の半導体膜で形成されており、第1中継部rel1と配線COMLとの間に介在する。連結部50において、第1中継部rel1は貫通穴23Hを通して第2中継部rel2に接続し、第2中継部rel2は貫通穴13Hを通して配線COMLに接続している。貫通穴13Hと、貫通穴23Hと、貫通穴33Hは、Z方向で互いに一列に並ばない位置に設けられている。このような構成であれば、配線COMLは、第2中継部rel2及び第1中継部rel1及びを介して、共通電極41に接続される。
なお、本実施形態では、図8において、貫通穴13Hと、貫通穴23Hと、貫通穴33Hは、Z方向で一列に並ぶ位置に設けられていてもよい。このような構成であっても、配線COMLは、第2中継部rel2及び第1中継部rel1及びを介して、共通電極41に接続される。
第1中継部rel1は、信号線SGL及び後述のドレイン31d(図10参照)と同一の層に設けられている。第1中継部rel1は、信号線SGL及びドレイン31dと同一組成の材料で構成されている。第1中継部rel1は、信号線SGL及びドレイン31dと同一のプロセスで同時に形成される。また、図8の例で示した第2中継部re2は、後述の半導体膜21(図10参照)と同一組成の材料で構成されている。第2中継部re2は、半導体膜21と同一のプロセスで同時に形成される。
配線COMLは、例えば、図示しない電子機器の電源回路に接続されている。配線COMLには、電源回路から共通電位VCOM(例えば、0V)が供給される。配線COMLに供給された共通電位VCOMは、第1中継部rel1を介して、共通電極41に供給される。
次に、画素トランジスタTR(図2参照)と、その周辺の構造について説明する。図9は、実施形態1に係るTFT基板において、画素トランジスタを含む領域を拡大して示す平面図である。図5に示す領域ar1が、画素トランジスタを含む領域である。図9では、画素電極51よりも下側(つまり、基材1側)に位置する各部の構造を視認しやすくするために、図4に示した画素電極51、絶縁膜45及び平坦化膜33の図示を省略している。図10は、図9に示す平面図をX−X’線で切断した断面図である。
図9及び図10に示すように、基材1の一方の面1a上にゲート線GCLと絶縁膜13とが設けられている。絶縁膜13は、ゲート線GCLを覆っている。また、絶縁膜13上に半導体膜21と、層間絶縁膜23とが設けられている。層間絶縁膜23は、半導体膜21を覆っている。層間絶縁膜23には、第1コンタクトホールH1と、第2コンタクトホールH2とが設けられている。第1コンタクトホールH1及び第2コンタクトホールH2は、半導体膜21を底面とする貫通穴である。
図9に示すように、半導体膜21の平面視による形状は、例えば、U字状(もしくはJ字状)である。すなわち、半導体膜21は、直線状の第1部位211と、直線状の第2部位212と、直線状の第3部位213とを有する。第1部位211の一方の端部に第2部位212が接続し、第1部位211の他方の端部に第3部位213が接続している。第1部位211と第2部位212とが成す角度は約90°である。第1部位211と第3部位213とが成す角度も約90°である。
ゲート線GCLは、U字状の半導体膜21と平面視で交差する。ゲート線GCLにおいて、半導体膜21と交差する部分が、画素トランジスタTR(図2参照)のゲートである。半導体膜21において、ゲート線GCLと交差する部分が、画素トランジスタTRのチャネルとなる。
図2に示したように、画素トランジスタTRは、NMOSトランジスタNTRを有する。NMOSトランジスタNTRは、第1NMOSトランジスタntr1と、第2NMOSトランジスタntr2とを有する。ゲート線GCLにおいて、半導体膜21の第2部位212と交差する部分が、第1NMOSトランジスタntr1のゲートである。ゲート線GCLにおいて、半導体膜21の第3部位213と交差する部分が、第2NMOSトランジスタntr2のゲートである。半導体膜21は、信号線SGLに接続している。
また、図9及び図10に示すように、層間絶縁膜23上に信号線SGLと、画素トランジスタTRのドレイン31dとがそれぞれ設けられている。つまり、信号線SGL及びドレイン31dは、同一の層に設けられている。
信号線SGLにおいて、第1コンタクトホールH1を埋め込んでいる部分とその周辺部が、画素トランジスタTRのソース31sである。また、ドレイン31dは、信号線SGLから離れた位置に配置されており、第2コンタクトホールH2を埋め込んでいる。ドレイン31dの平面視による形状は、例えば矩形である。ソース31sを含む信号線SGLとドレイン31dは、例えば、同一組成の導電膜で構成されている。本実施形態では、ソース31sをソース電極、ドレイン31dをドレイン電極ということもできる。
信号線SGLは、平面視でゲート線GCLの一部(例えば、ゲートn1g)と重なっている。また、ドレイン31dの第1端部311Aは、平面視でゲート線GCLの一部(例えば、ゲートn2gのドレイン側の端部)と重なっている。これにより、入射光の一部(例えば、基材1の一方の面1aに対して斜めに入射した光)が、画素トランジスタTR側に入射しても、この光は信号線SGLや、ドレイン31dの第1端部311Aで遮られる。これにより、ゲートn1g、n2gに光が入射することを抑制することができるので、画素トランジスタTRでの光電変換が抑制される。TFT基板100では、光電変換により画素トランジスタTRが誤作動する可能性が低減されている。
また、図10に示すように、層間絶縁膜23上に平坦化膜33が設けられている。平坦化膜33は、信号線SGLを覆っている。平坦化膜33の上面33aは平坦であり、基材1の一方の面1aに平行となっている。平坦化膜33には、第3コンタクトホールH3が設けられている。図10に示すように、第3コンタクトホールH3は、ドレイン31dを底面とする貫通穴である。
また、平坦化膜33上に共通電極41が設けられている。図10に示すように、共通電極41には、貫通穴41Hが設けられている。貫通穴41Hは第3コンタクトホールH3を囲んでいる。また、共通電極41上に反射膜43が設けられている。反射膜43には、1つの貫通穴43Hが設けられている。図9に示すように、平面視で、貫通穴43Hは貫通穴41Hを囲んでいる。
また、平坦化膜33上に絶縁膜45が設けられている。絶縁膜45は、共通電極41と反射膜43とを覆っている。また、絶縁膜45は、第3コンタクトホールH3、貫通穴41H、43Hの各内側面を覆っている。絶縁膜45は、第1保持容量C1(図2参照)の誘電体であり、第2保持容量C2(図2参照)の誘電体の一部でもある。
また、絶縁膜45上に画素電極51が設けられている。画素電極51は、絶縁膜45を介して共通電極41を覆っている。また、画素電極51は、第3コンタクトホールH3を埋め込んでいる。これにより、画素電極51は、画素トランジスタTRのドレイン31dと接続している。
次に、TFT基板100の各部を構成する材料を例示する。基材1は、ガラスや可撓性の樹脂基板で構成されている。ゲート線GCL及び配線COML(図6参照)は、モリブデンを含む材料で構成されている。絶縁膜13は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜等の無機膜で構成されている。例えば、絶縁膜13は、基材1側からシリコン酸化膜、シリコン窒化膜がこの順で積層された積層構造の膜で構成されている。半導体膜21は、ポリシリコン膜で構成されている。このポリシリコン膜において、ゲート線GCLから露出している部分は、リン又はボロン等の不純物を含み、導電性を有する。また、半導体膜21はアモルファスシリコンでもよく、また酸化物半導体膜であってもよい。層間絶縁膜23は、シリコン酸化膜及びシリコン窒化膜等の無機膜で構成されている。例えば、層間絶縁膜23は、基材1側からシリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜がこの順で積層された積層構造の膜で構成されている。
信号線SGL(ソース31sを含む)と、ドレイン31dと、第1中継部rel1は、チタン及びアルミニウムとで構成されている。例えば、信号線SGLと、ドレイン31dと、第1中継部rel1は、基材1側からチタン、アルミニウム、チタンがこの順で積層された積層構造の膜で構成されている。平坦化膜33は、アクリル樹脂等の有機膜で構成されている。共通電極41は、透光性の導電膜であるITO(Indium Tin Oxide)で構成されている。反射膜43は、モリブデン及びアルミニウムで構成されている。例えば、反射膜43は、基材1側からモリブデン、アルミニウム、モリブデンがこの順で積層された積層構造の膜で構成されている。また、反射膜43はより反射性を高めるためAg(銀)を用いたものであっても良い。絶縁膜45は、シリコン窒化膜等の無機膜で構成されている。画素電極51は、透光性の導電材料から成るITOで構成されている。また、画素電極51及び共通電極41は透光性の導電膜に限らず、反射性を有する遮光性の金属材料により形成されたものであっても良い。
なお、上記材料はあくまで一例である。本実施形態では、上記以外の材料でTFT基板100の各部が構成されていてもよい。例えば、ゲート線GCL及び配線COMLは、アルミニウム、銅、銀、モリブデン又はこれらの合金膜で構成されていてもよい。信号線SGLと、ドレイン31dと、第1中継部rel1は、チタンとアルミニウムとの合金である、チタンアルミニウムで構成されていてもよい。
次に、実施形態1に係るTFT基板100の製造方法を、断面図を参照しながら説明する。図11から図14は、TFT基板の製造方法を説明するための断面図である。図11から図14は、図10に示した断面図に対応しており、この断面における製造過程を示している。
図11に示すように、まず、製造装置(図示せず)は、基材1上にモリブデン等の導電膜(図示せず)を形成する。導電膜の形成は、スパッタ法等により行われる。次に、製造装置は、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により導電膜をパターニングして、ゲート線GCL及び配線COML(図6参照)を形成する。例えば、製造装置は、導電膜の上にレジスト(図示せず)を形成する。レジストは、フォトリソグラフィによりパターニングされ、ゲート線GCL及び配線COMLが形成される領域を覆い、それ以外の領域を露出する形状に形成される。次に、製造装置は、レジストから露出する領域の導電膜を、ドライエッチング技術により除去する。これにより、導電膜からゲート線GCL及び配線COMLが形成される。ゲート線GCL及び配線COMLの形成後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、製造装置は、基材1上に絶縁膜13を形成する。絶縁膜13の形成は、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により行われる。これにより、ゲート線GCL及び配線COMLは絶縁膜13で覆われる。
次に、製造装置は、絶縁膜13上に半導体膜を形成する。半導体膜の形成は、CVD法等により行われる。次に、製造装置は、半導体膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によりパターニングする。これにより、製造装置は、平面視による形状がU字状の半導体膜21を形成する。半導体膜21の形成後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、図12に示すように、製造装置は、絶縁膜13上に層間絶縁膜23を形成する。層間絶縁膜23の形成は、CVD法等により行われる。これにより、半導体膜21は層間絶縁膜23で覆われる。
次に、製造装置は、層間絶縁膜23に第1コンタクトホールH1と、第2コンタクトホールH2と、貫通穴23H(図6参照)とを形成する。例えば、製造装置は、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により層間絶縁膜23をパターニングすることによって、第1コンタクトホールH1と、第2コンタクトホールH2と、貫通穴23H及び貫通穴13H(図6参照)とを形成する。第1コンタクトホールH1下と、第2コンタクトホールH2下にはエッチングストッパとなる半導体膜21が存在するが、貫通穴23H下には半導体膜21が存在しない。このため、貫通穴23H下に貫通穴13Hが連続して形成される。第1コンタクトホールH1と、第2コンタクトホールH2と、貫通穴23H及び貫通穴13Hの形成後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、製造装置は、層間絶縁膜23上に信号線SGL(図10に示したソース31sを含む)と、ドレイン31dと、第1中継部rel1(図6参照)とを形成する。例えば、製造装置は、層間絶縁膜23上に金属膜として、チタンを形成し、次にアルミニウムを形成し、次にチタンを形成する。金属膜の形成は、スパッタ法等により行われる。次に、製造装置は、金属膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によりパターニングする。これにより、製造装置は、第1コンタクトホールH1を通して半導体膜21に接続する信号線SGLと、第2コンタクトホールH2を通して半導体膜21に接続するドレイン31dと、平面視による形状が島状である第1中継部rel1とを形成する。その後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、図13に示すように、製造装置は、層間絶縁膜23上に平坦化膜33を形成する。平坦化膜33は絶縁性であり、例えばアクリル樹脂などの有機材料である。平坦化膜33の形成は、スリットコート法もしくはスピンコート法等により行われる。これにより、ソース31sを含む信号線SGLと、ドレイン31dと、第1中継部rel1は、平坦化膜33で覆われる。平坦化膜33にアクリル樹脂などの有機材料を用いると、平坦化膜33の膜厚を厚くできる。このため、共通電極41と信号線SGLとの間の寄生容量や、共通電極41とドレイン31dとの間の寄生容量を低減することができる。
次に、図14に示すように、製造装置は、平坦化膜33上に共通電極41と反射膜43とを形成する。例えば、製造装置は、平坦化膜33上にITO等の導電膜を形成する。次に、製造装置は、導電膜上に金属膜として、モリブデン、アルミニウム、モリブデンを順次形成する。導電膜及び金属膜の形成は、それぞれスパッタリング法等により行われる。次に、製造装置は、金属膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によりパターニングする。これにより、製造装置は、貫通穴43Hを有する反射膜43を形成する。次に、製造装置は、導電膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によりパターニングする。これにより、製造装置は、貫通穴41Hを有する共通電極41を形成する。共通電極41の形成後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、製造装置は、平坦化膜33に第3コンタクトホールH3を形成する。例えば、製造装置は、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により平坦化膜33をパターニングすることによって、第3コンタクトホールH3を形成する。第3コンタクトホールH3の形成後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、製造装置は、基材1の上方に絶縁膜45(図10参照)を形成する。絶縁膜45の形成は、CVD法等により行われる。これにより、共通電極41と反射膜43は絶縁膜45で覆われる。また、第3コンタクトホールH3の内側面及び底部も絶縁膜45で覆われる。次に、製造装置は、絶縁膜45のうち、第3コンタクトホールH3の底部を覆っている部分を除去する。例えば、製造装置は、フォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術により絶縁膜45をパターニングすることによって、第3コンタクトホールH3の底部から絶縁膜45を除去する。その後、製造装置は、レジストを除去する。
次に、製造装置は、絶縁膜45上に画素電極51(図10参照)を形成する。例えば、製造装置は、絶縁膜45上にITO等の導電膜を形成する。導電膜の形成は、スパッタリング法等により行われる。次に、製造装置は、導電膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術によりパターニングする。これにより、製造装置は、第3コンタクトホールH3を通してドレイン31dに接続する画素電極51を形成する。画素電極51の形成後、製造装置は、レジストを除去する。以上の工程を経て、実施形態1に係るTFT基板100が完成する。
次に、実施形態1に係る表示装置200の構造について説明する。図15は、実施形態1に係る表示装置の構成例を示す断面図である。図15に示すように、実施形態1に係る表示装置200は、上述のTFT基板100と、TFT基板100と対向して配置された対向基板130と、TFT基板100と対向基板130との間に配置された電気泳動層160と、シール部152と、を備える。
対向基板130は、基材131と、対向電極133とを有する。基材131は、透光性のガラス基板、透光性の樹脂基板又は透光性の樹脂フィルムである。対向電極133は、基材131において、TFT基板100と対向する面側に設けられている。対向電極133は、透光性の導電膜であるITOで構成されている。対向電極133と画素電極51は、電気泳動層160を挟んで対向している。
シール部152は、TFT基板100と対向基板130との間に設けられている。TFT基板100、対向基板130及びシール部152により囲まれた内部の空間に電気泳動層160が封止されている。シール部152には接続部材153が設けられている。対向電極133は、接続部材153を介して、TFT基板100の共通電極41と接続される。これにより、対向電極133に共通電位VCOMが供給される。
電気泳動層160は、複数のマイクロカプセル163を含む。マイクロカプセル163の内部には、複数の黒色微粒子161と、複数の白色微粒子162と、分散液165とが封入されている。複数の黒色微粒子161及び複数の白色微粒子162は、分散液165に分散されている。分散液165は、例えばシリコーンオイル等の、透光性の液体である。黒色微粒子161は、電気泳動粒子であり、例えば負に帯電したグラファイトが用いられる。白色微粒子162は、電気泳動粒子であり、例えば正に帯電した酸化チタン(TiO)が用いられる。また、複数のマイクロカプセル163の内部には、複数の黒色微粒子161、複数の白色微粒子162に以外の他色微粒子を含むものであっても良い。
画素電極51と対向電極133との間に電界が形成されることにより、黒色微粒子161と白色微粒子162との分散状態が変化する。黒色微粒子161と白色微粒子162の分散状態に応じて、電気泳動層160を透過する光の透過状態が変化する。これにより、表示面に画像が表示される。例えば、対向電極133に共通電位VCOM(例えば、0V)が供給され、画素電極51に負の電位が供給されると、負に帯電している黒色微粒子161は対向基板130側に移動し、正に帯電している白色微粒子162はTFT基板100側に移動する。これにより、対向基板130側からTFT基板100を見ると、画素電極51と平面視で重なる領域(画素)は、黒表示となる。
図16は、1つの画素において、画素電極の外周と共通電極の外周との間の距離と、電界強度との関係を調査した結果を示すグラフである。図16の横軸は、共通電極の外周の辺と、画素電極の外周の辺との間の水平方向の距離X1(μm)を示す。図16の縦軸は、1画素における、対向電極直下の電界の最小値を示す。図16において、距離X1の値が正の場合、共通電極の外周は、平面視で画素電極の内側に位置する。距離X1の値が負の場合、共通電極の外周は、平面視で画素電極の外側に位置する。距離X1が0場合、共通電極の外周は、平面視で画素電極の外周と重なっている。
図17は、比較例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。図18は、図17に示す平面図をXVIII−XVIII’線で切断した断面図である。図17及び図18に示すように、比較例に係るTFT基板300では、隣り合う画素PX間で共通電極341は一体となっている。TFT基板300では、X方向及びY方向にそれぞれ並ぶ複数の画素電極51の下側に、1枚の共通電極341が設けられている。共通電極341の平面視による大きさは、画素電極51の平面視による大きさよりも大きい。
図16において、ポイントAは、上述の比較例に係るTFT基板300に対応している。ポイントAでは、隣り合う画素PX間で共通電極は一体となっている。ポイントBは、共通電極の外周が画素電極の外周と重なっているときを示す。ポイントBでは、水平面(X−Y面)と垂直に交わる垂直方向(Z方向)において、共通電極の外周と画素電極の外周とは面一となっている。ポイントCは、電解強度Y1以上となっているときを示す。ポイントDは、共通電極が設けられていないときを示す。ポイントDにおける電解強度Y0とする。図16では、電解強度Y0を基準に、−5パーセントの電界強度をY1として線を引き、+5パーセントの電界強度をY2として線を引いている。Y1=0.95×Y0であり、Y2=1.05×Y0である。
図16から、距離X1の値が増加するほど、電解強度の値が大きくなることがわかる。また、ポイントA、B間よりも、ポイントB、C間の方が、距離X1に対する電界強度の増加の割合が大きいことがわかる。特に、距離X1が0よりも大きくなると、距離X1に対する電界強度の増加の割合が急激に大きくなることがわかる。また、ポイントC、D間では、ポイントB、C間と比べて、距離X1の増加量に対する電界強度の増加量の割合が緩やかとなることがわかる。
以上説明したように、実施形態1に係るTFT基板100は、絶縁性の基材1と、基材1の一方の面1a側に設けられる画素電極51と、基材1と画素電極51との間に設けられる共通電極41と、を備える。平面視で、共通電極41の外周の辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。これによれば、隣り合う一方の画素電極51と他方の画素電極51との間(画素電極51間)の隙間S(図4、図5参照)から外側へ電界が漏れることを抑制することができ、画素電極51間の隙間Sからの漏れ電界を小さくすることができる。これにより、各画素PXにおいて電界強度の低下を抑制することができる。このため、TFT基板100を用いた表示装置200において、表示ムラを低減したり、コントラストの低下を抑制したりすることができるので、表示性能の向上が可能である。表示性能を向上できるようにしたTFT基板100及び表示装置200を提供することができる。
また、TFT基板100は、基材1と画素電極51との間に設けられる連結部50、をさらに備える。画素電極51は、X方向と、X方向と平面視で交差するY方向とに並ぶ複数並ぶ。共通電極41は、X方向とY方向とに複数並ぶ。連結部50は、X方向及びY方向のうち少なくとも一方向において、共通電極41同士を接続する。例えば、連結部50は、X方向に並ぶ複数の共通電極41同士を接続する。これによれば、TFT基板100は、X方向に並ぶ複数の共通電極41に連結部50を介して共通電位VCOMを供給することができる。1つの共通電極に1つの配線を接続して共通電位VCOMを供給する場合と比べて、配線の本数を少なくすることができる。
また、TFT基板100は、基材1と画素電極51との間において、X方向に延設されるゲート線GCLを備える。連結部50は、ゲート線GCLと同一の層に設けられる配線COMLを有する。これによれば、製造装置は、配線COMLをゲート線GCLと同一工程で同時に形成することができるので、製造工程の増大を抑制することができる。また、配線COMLはゲート線GCLと同一の層に設けられるため、TFT基板100における層数の増大を抑制することができ、TFT基板100の薄型化に寄与することができる。
また、連結部50は、共通電極41よりも下側(つまり、基材1側)の層に位置する。このため、連結部50が共通電極41と同じ層に位置する場合や、共通電極41よりも上側の層に位置する場合と比べて、連結部50と画素電極51との間に生じる寄生容量を低く抑えることができる。
(変形例)
上述の実施形態1では、共通電極41上に反射膜43が設けられていることを説明した。しかしながら、実施形態1及び後述の実施形態2、4、5において、反射膜43は必須ではない。図19は、実施形態1の変形例1に係るTFT基板の構成例を示す断面図である。
図19は、実施形態1の変形例1に係るTFT基板100Aを、IV−IV’線(図3参照)と同じ位置で切断した断面を示している。例えば、図19に示すTFT基板100Aのように、共通電極41上に反射膜43は配置されていなくてもよい。このような態様であっても、上述の実施形態1と同様の効果を奏する。
また、上述の実施形態1では、画素トランジスタTRがボトムゲート型であることを説明した。しかしながら、本実施形態において、画素トランジスタTRはボトムゲート型に限定されない。画素トランジスタTRは、トップゲート型でもよい。
図20及び図21は、実施形態1の変形例2に係るTFT基板の構成例を示す断面図である。図20は、実施形態1の変形例2に係るTFT基板100Bを、X−X’線(図9参照)と同じ位置で切断した断面を示している。図21は、実施形態1の変形例2に係るTFT基板100Bを、IV−IV’線(図3参照)と同じ位置で切断した断面を示している。例えば、図20に示すTFT基板100Bでは、画素トランジスタはNMOSトランジスタNTRであり、トップゲート型の第1NMOSトランジスタntr1と、トップゲート型の第2NMOSトランジスタntr2とを有する。TFT基板100Bでは、基材1の一方の面1a上に半導体膜21が設けられている。
また、図20及び図21に示すように、基材1の一方の面1a上に絶縁膜13が設けられている。絶縁膜13は、半導体膜21を覆っている。また、絶縁膜13上にゲート線GCL及び配線COMLが設けられている。配線COMLは、貫通穴23Hを介して第1中継部rel1と接続している。
また、上記の実施形態1では、配線COMLと共通電極41とが第1中継部rel1(または、第1中継部rel1及び第2中継部rel2)を介して接続していることを説明した。しかしながら、実施形態1において、配線COMLと共通電極41との接続はこれに限定されない。配線COMLと共通電極41は、第1中継部rel1及び第2中継部rel2を介さずに直接接続していてもよい。
(実施形態2)
上述の実施形態1では、連結部50が有する配線COMLがゲート線GCLと同じ層に設けられていることを説明した。しかしながら、本実施形態において、配線COMLはゲート線GCLとは異なる層に設けられていてもよい。
図22は、実施形態2に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。図23は、実施形態2に係る連結部の構成例を示す断面図である。図23に示す断面は、図22に示す平面図をXXII−XXII’線で切断した断面である。図22及び図23に示すように、実施形態2に係るTFT基板100Cは、複数の共通電極41同士を接続する連結部を有する。例えば、連結部は、Y方向で隣り合う共通電極41同士を接続する。連結部は、信号線SGLに平行に延設された複数の配線COMLである。
TFT基板100Cにおいて、複数の配線COMLは、Y方向に延設されており、X方向に並んでいる。平面視で、1つの画素PXに1本の配線COMLが重なるように、複数の配線COMLはX方向に並んでいる。また、X方向において、配線COMLと信号線SGLは交互に並んでいる。例えば、Y方向において、配線COML及び信号線SGLは、配線COML(m)、信号線SGL(m)、配線COML(m+1)、信号線SGL(m+1)…の順で並んでいる。これにより、複数のゲート線GCLは、配線COML及び信号線SGLと、平面視でそれぞれ直交している。
配線COMLは、信号線SGLと同一の層(レイヤ)に設けられている。配線COMLは、信号線SGLと同一組成の材料で構成されている。配線COMLは、信号線SGLと同一のプロセスで同時に形成される。
図23に示すように、配線COMLは層間絶縁膜23上に設けられており、平坦化膜33で覆われている。平坦化膜33には貫通穴33Hが設けられている。共通電極41は、平坦化膜33上に設けられており、貫通穴33Hを埋め込んでいる。これにより、配線COMLは、共通電極41に接続される。配線COMLには、図示しない電源回路から共通電位VCOM(例えば、0V)が供給される。配線COMLに供給された共通電位VCOMは、共通電極41に供給される。
実施形態2に係るTFT基板100Cにおいても、共通電極41の外周の辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。これによれば、画素電極51間の隙間Sから外側へ電界が漏れることを抑制することができ、画素電極51間の隙間Sからの漏れ電界を小さくすることができる。これにより、実施形態2に係るTFT基板100Cは、実施形態1に係るTFT基板100と同様の効果を奏する。
また、連結部50は、Y方向に並ぶ複数の共通電極41同士を接続する。これによれば、TFT基板100Cは、Y方向に並ぶ複数の共通電極41に連結部50を介して共通電位VCOMを供給することができる。1つの共通電極に1つの配線を接続して共通電位VCOMを供給する場合と比べて、配線の本数を少なくすることができる。
また、TFT基板100Cは、基材1と画素電極51との間において、Y方向に延設される信号線SGLを備える。連結部50は、信号線SGLと同一の層に設けられる配線COMLを有する。これによれば、製造装置は、配線COMLを信号線SGLと同一工程で同時に形成することができるので、製造工程の増大を抑制することができる。また、配線COMLは信号線SGLと同一の層に設けられるため、TFT基板100Cにおける層数の増大を抑制することができ、TFT基板100Cの薄型化に寄与することができる。
また、TFT基板100Cにおいても、配線COMLは、共通電極41よりも下側(つまり、基材1側)の層に位置する。このため、配線COMLが共通電極41と同じ層に位置する場合や、共通電極41よりも上側の層に位置する場合と比べて、配線COMLと画素電極51との間に生じる寄生容量を低く抑えることができる。
(変形例)
本実施形態において、画素トランジスタTRは、NMOSトランジスタTRではなく、PMOSトランジスタを備えてもよい。また、本実施形態において、画素トランジスタTRは、NMOSトランジスタと、PMOSトランジスタの両方を有してもよい。以下、画素トランジスタTRが、NMOSトランジスタと、PMOSトランジスタの両方を有する場合を、実施形態2の変形例として具体的に説明する。
図24は、実施形態2の変形例に係るTFT基板において、1画素の構成例を示す回路図である。図24に示すように、画素トランジスタTRは、NMOSトランジスタNTRと、NMOSトランジスタNTRに並列に接続するPMOSトランジスタPTRと、を有する。PMOSトランジスタPTRは、第1PMOSトランジスタptr1と、第2PMOSトランジスタptr2と、を有する。第1PMOSトランジスタptr1と第2PMOSトランジスタptr2は直列に接続されている。
図25は、実施形態2の変形例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。実施形態2の変形例に係るTFT基板100Dにおいて、複数の第1ゲート線GCL−Nは、X方向に延設されており、Y方向に並んでいる。複数の第2ゲート線GCL−Pも、X方向に延設されており、Y方向に並んでいる。Y方向において、第1ゲート線GCL−Nと第2ゲート線GCL−Pは交互に並んでいる。例えば、Y方向において、第1ゲート線GCL−N及び第2ゲート線GCL−Pは、第1ゲート線GCL−N(n)、第2ゲート線GCL−P(n)、第1ゲート線GCL−N(n+1)、第2ゲート線GCL−P(n+1)…の順で並んでいる。
複数の信号線SGLは、第1ゲート線GCL−N及び第2ゲート線GCL−Pと、平面視でそれぞれ直交している。また、信号線SGLと同一の層に配置されている複数の配線COMLも、第1ゲート線GCL−N及び第2ゲート線GCL−Pと、平面視でそれぞれ直交している。
図24に示すように、NMOSトランジスタNTRのゲートは、第1ゲート線GCL−Nに接続している。NMOSトランジスタNTRのソースは、信号線SGLに接続している。NMOSトランジスタNTRのドレインは、画素電極51に接続している。また、PMOSトランジスタPTRのゲートは、第2ゲート線GCL−Pに接続している。PMOSトランジスタPTRのソースは、信号線SGLに接続している。PMOSトランジスタPTRのドレインは、画素電極51に接続している。
複数の第1ゲート線GCL−N及び複数の第2ゲート線GCL−Pは、ゲート駆動部110(図1参照)にそれぞれ接続している。ゲート駆動部110は、上述の制御回路から出力される信号に基づいて、第1ゲート駆動信号と、第2ゲート駆動信号とを生成する。ゲート駆動部110は、第1ゲート駆動信号を第1ゲート線GCL−Nに供給し、第2ゲート駆動信号を第2ゲート線GCL−Pに供給する。
このように、本実施形態では、画素トランジスタTRをCMOS(相補型MOS)構成としてもよい。これによれば、画素トランジスタTRがCMOS構成ではない場合と比べて、NMOSトランジスタNTRとPMOSトランジスタPTRのそれぞれに印加される電圧振幅を小さくすることができ、画素トランジスタTRを構成するPMOSトランジスタPTR及びNMOSトランジスタNTRの耐圧を小さくすることができる。
(実施形態3)
上述の実施形態1、2では、連結部50としての配線COMLが、ゲート線GCL又は信号線SGLと同一の層に設けられる場合を説明した。しかしながら、本実施形態において、複数の共通電極同士を接続する連結部はこれに限定されない。本実施形態において、連結部は、反射膜43と一体に形成されてもよい。
図26は、実施形態3に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。実施形態3に係るTFT基板100Eにおいて、複数の共通電極41同士を接続する連結部44は、反射膜43と同一組成の材料で構成されており、反射膜43と一体に形成されている。連結部44は、反射膜43と同一のプロセスで同時に形成される。反射膜43及び連結部44は、共通電極41において画素電極51と対向する面上に設けられている。
図26に示すように、共通電極41及び反射膜43の平面視による形状はそれぞれ矩形であり、例えば正方形である。連結部44は、反射膜43の外周の各辺43Lに1つずつ接続している。これにより、連結部44は、X方向に並ぶ反射膜43同士を接続し、Y方向に並ぶ反射膜43同士を接続している。連結部44は、X方向及びY方向において隣り合う反射膜43同士をそれぞれ接続している。また、反射膜43は導電性を有し、共通電極41と接している。このため、連結部44は、X方向及びY方向において隣り合う共通電極41同士を、共通電極41と接する反射膜43を介して接続することになる。共通電極41の幅(つまり、X方向又はY方向の長さ)をW41とし、反射膜43の幅をW43とし、連結部44の幅をW44とする。連結部44の幅W44は、共通電極41の幅W41よりも小さく、反射膜43の幅W41よりも小さい。W41>W43>W44となっている。
実施形態3に係るTFT基板100Eによれば、平面視で、共通電極41の外周の辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。また、画素電極51間の隙間Sの下を通る連結部44の幅W44は、共通電極41の幅W41よりも小さく、反射膜43の幅W43よりも小さい。これにより、画素電極51間の隙間から外側へ電界が漏れることを抑制することができ、画素電極51間の隙間Sからの漏れ電界を小さくすることができる。
また、製造装置は、連結部50を反射膜43と同一工程で同時に形成することができるので、製造工程の増大を抑制することができる。また、連結部50は、反射膜43と同一の層に設けられるため、TFT基板100Eにおける層数の増大を抑制することができ、TFT基板100Eの薄型化に寄与することができる。
(実施形態4)
本実施形態において、複数の共通電極同士を接続する連結部は、共通電極41と一体に形成されてもよい。図27は、実施形態4に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。実施形態4に係るTFT基板100Fにおいて、複数の共通電極41同士を接続する連結部42は、共通電極41と同一組成の材料で構成されており、共通電極41と一体に形成されている。連結部42は、共通電極41と同一のプロセスで同時に形成される。
図27に示すように、共通電極41の平面視による形状は矩形であり、例えば正方形である。連結部42は、共通電極41の外周の各辺41Lに1つずつ接続している。これにより、連結部42は、X方向及びY方向において、隣り合う共通電極41同士を接続している。共通電極41の幅(つまり、X方向又はY方向の長さ)をW41とし、連結部42の幅をW42とする。連結部42の幅W42は、共通電極41の幅W41よりも小さい。W41>W42となっている。
実施形態4に係るTFT基板100Fによれば、平面視で、共通電極41の外周の辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。また、画素電極51間の隙間Sの下を通る連結部42の幅W42は、共通電極41の幅W41よりも小さい。これにより、画素電極51間の隙間から外側へ電界が漏れることを抑制することができ、画素電極51間の隙間Sからの漏れ電界を小さくすることができる。
また、製造装置は、連結部42を共通電極41と同一工程で同時に形成することができるので、製造工程の増大を抑制することができる。また、連結部42は、共通電極41と同一の層に設けられるため、TFT基板100Fにおける層数の増大を抑制することができ、TFT基板100Fの薄型化に寄与することができる。
(実施形態5)
上記の実施形態4では、連結部42が、X方向及びY方向において隣り合う共通電極41同士を接続することを説明した。しかしながら、連結部42は、X方向及びY方向の両方向ではなく、X方向又はY方向の一方向において、隣り合う共通電極同士を接続してもよい。図28は、実施形態5に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。実施形態5に係るTFT基板100Gにおいて、共通電極41と一体に形成されている連結部42は、X方向において、隣り合う共通電極41同士を接続している。
実施形態5に係るTFT基板100Gによれば、平面視で、共通電極41の外周の辺41Lは全て画素電極51の内側に位置する。また、連結部42の幅W42は、共通電極41の幅W41よりも小さい。これにより、画素電極51間の隙間から外側へ電界が漏れることを抑制することができ、画素電極51間の隙間Sからの漏れ電界を小さくすることができる。
(変形例)
図29は、実施形態5の変形例に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。実施形態5の変形例に係るTFT基板100Hにおいて、共通電極41と一体に形成されている連結部42は、Y方向において、隣り合う共通電極41同士を接続している。このような態様であっても、上述の実施形態5と同様の効果を奏する。
なお、上記の特許文献1では、その図5に記載されているように、平面視で、第1蓄積容量51A(画素電極に相当)から第2蓄積容量71B(共通電極に相当)の一部がはみ出している。第2蓄積容量71Bにおいて、第1蓄積容量51Aからはみ出している部分の紙面縦方向の幅は、第1蓄積容量51Aで覆われている部分の紙面縦方向の幅と同じである。このため、特許文献1において第1蓄積容量51A間の隙間から漏れる電界は、実施形態5と比べて、大きいと考えられる。
(実施形態6)
特許文献1に記載の第2蓄積容量71B(共通電極に相当)がベタ膜であると、X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部に囲まれた領域において、電位のむらが生じやすい。X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部に囲まれた領域では、画素電極51への電界量が小さいと推定される。そこで、実施形態6の表示装置200は、共通電極41が導電膜で形成され、共通電極41には、平面視で導電膜の孔である複数の導電膜非形成領域41Sを備えることにしている。以下、実施形態1の表示装置200と異なる点について、実施形態6の表示装置200を詳細に説明し、同じ構成については説明を省略する。
図30は、実施形態6に係るTFT基板の構成例を示す平面図である。図31は、実施形態6に係る共通電極の構成例を示す平面図である。上述した本実施形態で説明したものと同じ構成要素には同一の符号を付して重複する説明は省略する。
実施形態6に係るTFT基板100Iは、共通電極41を備える。図31に示すように、共通電極41は、ベタ膜で形成される。共通電極41には、平面視で導電膜の孔である複数の導電膜非形成領域41Sを備える。
図30に示すように、X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部に囲まれた領域Qに、導電膜非形成領域41Sがそれぞれ配置されている。
図32は、実施形態6に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。図32は、上述した領域Qの拡大図である。実施形態6では、導電膜非形成領域41Sは、X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部51cに囲まれた領域と同じ面積を有する。
以上説明したように、実施形態6のTFT基板100Iは、絶縁性の基材1と、基材1の一方の面側に設けられ、第1方向であるX方向と、X方向と平面視で交差する第2方向であるY方向とに複数並ぶ画素電極51と、1基材と画素電極51との間に設けられる共通電極41と、を備える。共通電極41が導電膜で形成され、共通電極41には、平面視で導電膜の孔である複数の導電膜非形成領域41Sがある。ここで、導電膜非形成領域41Sは、X方向及びY方向に隣接する4つの画素の角部が囲む領域Qの少なくとも一部と平面視で重なっている。
これにより、導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。平面視で、隣り合う画素電極51と重なり合う共通電極41は、幅の広いいわば、連結部で電気的に接続されることとなる。これにより、共通電極41全体において、部分的な電位のばらつきが小さくなり、共通電極41全体が一定の電位に近くなる。その結果、TFT基板100Iは、面内における表示品位のばらつきが小さくなる。
また、共通電極41に積層する導電性の金属層などを不要とすることもできる。これにより、TFT基板100Iは、より高精細化できる。
共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
(変形例)
図33は、実施形態6の変形例1に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部51cが囲む領域よりも大きい。
これにより、X方向及びY方向に隣接する4つの画素の角部が囲む領域Qから外側へ電界が漏れることを抑制することができる。露光時のアライメント精度が小さくても、X方向及びY方向に隣接する4つの画素の角部が囲む領域Qと、導電膜非形成領域41Sとは重なりやすい。
図34は、実施形態6の変形例2に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、X方向及びY方向に隣接する4つの画素電極51の角部51cが囲む領域よりも小さい。
導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。また、共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
図34に示すように、導電膜非形成領域41Sは、矩形であって角51cが丸い。これにより、共通電極41の影響が小さくなる。
図35は、実施形態6の変形例3に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、丸い。これにより、導電膜非形成領域41Sの形状が安定する。導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。また、共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
図36は、実施形態6の変形例4に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、八角形である。これにより、角部51cから導電膜非形成領域41Sまでの距離を同じにしやすくなる。そして、導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。また、共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
図37は、実施形態6の変形例5に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、十字形である。これにより、角部51cから導電膜非形成領域41Sまでの距離を同じにしやすくなる。そして、導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。また、共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
図38は、実施形態6の変形例6に係る共通電極の導電膜非形成領域を示す平面図である。導電膜非形成領域41Sは、X方向に隣接する2つの画素電極の間、及びY方向に隣接する2つの画素電極の間にさらに設けられている。これにより、露光時のアライメント精度が小さくても、X方向及びY方向に隣接する4つの画素の角部が囲む領域Qと、導電膜非形成領域41Sとは重なりやすい。そして、導電膜非形成領域41Sにおいて、共通電極41の影響が小さくなる。これにより、領域Qの表示むらが抑制され、表示品位が向上する。また、共通電極41の縁に重畳する画素電極51の部分が少なくなるので、画素電極51内の段差が少なくなる。このため、TFT基板100Iの歩留まりが向上する。
以上、本発明の好適な実施の形態を説明したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではない。実施の形態で開示された内容はあくまで一例にすぎず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で行われた適宜の変更についても、当然に本発明の技術的範囲に属する。
以上説明したTFT基板100AからTFT基板100Iのいずれかと、TFT基板100Iと対向して配置される電気泳動層160と、を備える電気泳動装置に適用できる。
本開示は、以下の態様もとることができる。
(1)絶縁性の基材と、
前記基材の一方の面側に設けられ、第1方向と、前記第1方向と平面視で交差する第2方向とに複数並ぶ画素電極と、
前記基材と前記画素電極との間に設けられる共通電極と、を備え、
前記共通電極が導電膜で形成され、前記共通電極には、平面視で前記導電膜の孔である複数の導電膜非形成領域があり、
前記導電膜非形成領域は、前記第1方向及び前記第2方向に隣接する4つの画素電極の角部が囲む領域の少なくとも一部と平面視で重なっている、基板。
(2)前記導電膜非形成領域は、前記第1方向及び前記第2方向に隣接する4つの画素電極の角部が囲む領域と同じ面積を有する、上記(1)に記載の基板。
(3)前記導電膜非形成領域は、前記第1方向及び前記第2方向に隣接する4つの画素電極の角部が囲む領域よりも大きい、上記(1)に記載の基板。
(4)前記導電膜非形成領域は、前記第1方向及び前記第2方向に隣接する4つの画素電極の角部が囲む領域よりも小さい、上記(1)に記載の基板。
(5)前記導電膜非形成領域は、矩形であって角が丸い、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の基板。
(6)前記導電膜非形成領域は、丸い、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の基板。
(7)前記導電膜非形成領域は、八角形である、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の基板。
(8)前記導電膜非形成領域は、十字形である、上記(1)から(4)のいずれか1つに記載の基板。
(9)前記導電膜非形成領域は、前記第1方向に隣接する2つの画素電極の間および前記第2方向に隣接する2つの画素電極の間にさらに設けられている、上記(1)から(8)のいずれか1つに記載の基板。
(10)
(1)から(9)のいずれか1つの基板と、
前記基板と対向して配置される電気泳動層と、を備える、電気泳動装置。
1 基材
1a 一方の面
13 絶縁膜
13H、23H、33H、41H、43H 貫通穴
21 半導体膜
23 層間絶縁膜
31d ドレイン
31s ソース
33 平坦化膜
41 共通電極
42、44、50 連結部
43 反射膜
45 絶縁膜
51 画素電極
100、100A、100B、100C、100D、100E、100F、100G、100H、100I TFT基板(基板の一例)
110 ゲート駆動部
120 ソース駆動部
130 対向基板
131 基材
133 対向電極
152 シール部
153 接続部材
160 電気泳動層
161 黒色微粒子
162 白色微粒子
163 マイクロカプセル
165 分散液
200 表示装置
211 第1部位
212 第2部位
213 第3部位
311A 第1端部
C1 第1保持容量
C2 第2保持容量
COML 配線
GCL ゲート線
H1 第1コンタクトホール
H2 第2コンタクトホール
H3 第3コンタクトホール
n1g、n2g ゲート
NTR NMOSトランジスタ
ntr1 第1NMOSトランジスタ
ntr2 第2NMOSトランジスタ
PTR PMOSトランジスタ
ptr1 第1PMOSトランジスタ
ptr2 第2PMOSトランジスタ
PX 画素
rel1 第1中継部
rel2 第2中継部
TR 画素トランジスタ
VCOM 共通電位

Claims (9)

  1. 絶縁性の基材と、
    前記基材の一方の面側に設けられる画素電極と、
    前記基材と前記画素電極との間に設けられる共通電極と、
    前記基材と前記画素電極との間に設けられる連結部と、を備え、
    平面視で、前記共通電極の外周の辺は全て前記画素電極の内側に位置し、
    前記画素電極は、第1方向と、前記第1方向と平面視で交差する第2方向とに複数並び、
    前記共通電極は、前記第1方向と前記第2方向とに複数並び、
    前記連結部は、前記第1方向及び前記第2方向のうち少なくとも一方向に並ぶ前記共通電極同士を接続する、基板。
  2. 前記基材と前記画素電極との間において、前記第1方向に延設されるゲート線、をさらに備え、
    前記連結部は、前記ゲート線と同一の層に設けられる配線を有する、請求項に記載の基板。
  3. 前記基材と前記画素電極との間において、前記第2方向に延設される信号線、をさらに備え、
    前記連結部は、前記信号線と同一の層に設けられる配線を有する、請求項に記載の基板。
  4. 前記連結部は、
    前記共通電極において前記画素電極と対向する面上に設けられる、請求項に記載の基板。
  5. 前記連結部は、
    前記共通電極と同一の層に設けられ、かつ、前記共通電極と同一組成の材料で構成される、請求項に記載の基板。
  6. 基板と、
    前記基板と対向して配置される電気泳動層と、を備え、
    前記基板は、
    絶縁性の基材と、
    前記基材において前記電気泳動層と対向する面側に設けられ、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、
    前記基材と前記画素電極との間に設けられ、マトリクス状に配置された複数の共通電極と、
    前記基材と前記画素電極との間において、第1方向に延設されるゲート線と、を備え、
    平面視で、前記複数の画素電極と前記複数の共通電極の各々は1対1で対向し、前記共通電極の外周の全辺は前記画素電極の内側に位置
    前記複数の共通電極のうち、互いに隣り合う共通電極同士は、それぞれ離隔し、
    前記第1方向に並んで配置された複数の共通電極は互いに連結部により前記共通電極同士が接続されており、
    前記連結部は前記ゲート線と平行に前記第1方向に延設されており、
    前記連結部は、前記ゲート線と同一の層に設けられる配線である、
    電気泳動装置。
  7. 基板と、
    前記基板と対向して配置される電気泳動層と、を備え、
    前記基板は、
    絶縁性の基材と、
    前記基材において前記電気泳動層と対向する面側に設けられ、マトリクス状に配置された複数の画素電極と、
    前記基材と前記画素電極との間に設けられ、マトリクス状に配置された複数の共通電極と、
    前記基材と前記画素電極との間において、第2方向に延設される信号線と、を備え、
    平面視で、前記複数の画素電極と前記複数の共通電極の各々は1対1で対向し、前記共通電極の外周の全辺は前記画素電極の内側に位置
    前記複数の共通電極のうち、互いに隣り合う共通電極同士は、それぞれ離隔し、
    前記第2方向に並んで配置された複数の共通電極は互いに連結部により前記共通電極同士が接続されており、
    前記連結部は前記信号線と平行に前記第2方向に延設されており、
    前記連結部は、前記信号線と同一の層に設けられる配線である、
    電気泳動装置。
  8. 前記基材と前記共通電極との間に有機膜と、を更に備え、
    前記共通電極と、前記連結部は前記有機膜に形成されたコンタクトホールを介して接続されており、
    前記コンタクトホールは前記画素電極と対向する、
    請求項又はに記載の電気泳動装置。
  9. 前記共通電極は透光性導電膜と、前記透光性導電膜に接する反射膜とを有し、
    前記コンタクトホールにおいて、前記連結部は前記透光性導電膜に接する、
    請求項に記載の電気泳動装置。
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