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。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置を示す斜視図である。図1に示すように、表示装置1は、アレイ基板SUB1と、対向基板SUB2と、第1偏光板PL1と、第2偏光板PL2と、照明装置ILと、を備えている。第3方向Dzにおいて、照明装置IL、第1偏光板PL1、アレイ基板SUB1、対向基板SUB2、第2偏光板PL2の順に積層される。
本実施形態において、第1方向Dxは、アレイ基板SUB1の長辺に沿った方向である。第2方向Dyは、第1方向Dxと交差(又は直交)する方向である。これに限定されず、第2方向Dyは第1方向Dxに対して90°以外の角度で交差していてもよい。第1方向Dxと第2方向Dyとで規定される平面は、アレイ基板SUB1の面と平行となる。また、第1方向Dx及び第2方向Dyに直交する第3方向Dzは、アレイ基板SUB1の厚み方向である。
アレイ基板SUB1は、複数の画素PXを駆動するための駆動回路基板である。アレイ基板SUB1は、基体として第1絶縁基板10を有する。アレイ基板SUB1は、第1絶縁基板10に設けられたスイッチング素子Trや、走査線GL、画素信号線SL(図4参照)等の各種配線を有する。対向基板SUB2は、アレイ基板SUB1と対向して設けられ、基体として第2絶縁基板20を有する。第1絶縁基板10及び第2絶縁基板20は、例えばガラス基板や樹脂基板などの透光性を有する材料で形成される。対向基板SUB2は、第2絶縁基板20に設けられたカラーフィルタCF、遮光層BM(図4参照)等を有する。
アレイ基板SUB1の第2方向Dyの長さは、対向基板SUB2の第2方向Dyの長さよりも長い。図1に示すように、第1絶縁基板10は、張出部10Aを有する。張出部10Aは、平面視で、第2絶縁基板20よりも外側に張り出した部分である。
張出部10Aには、ドライバIC(Integrated Circuit)110及び配線基板101が設けられている。ドライバIC110は、表示装置1の表示を制御する制御回路等を含む。ドライバIC110は、第1絶縁基板10にCOG(Chip on Grlass)実装されている。また、この例に限らず、ドライバIC110は、例えばACFを用いたCOF(Chip On Film)によって配線基板101に実装されていてもよい(以下、「COF実装」と称する)。ドライバIC110の配置は、これに限定されず、例えばモジュール外部の制御基板やフレキシブル基板上に備えられていてもよい。
配線基板101は、例えばフレキシブル配線基板(FPC:Flexible Printed Circuits)によって構成される。配線基板101は、例えば異方性導電フィルム(ACF:Anisotropic Conductive Film)を用いたFOG(Film On Glass)によって第1絶縁基板10の複数の端子と接続される(以下、「FOG実装」と称する)。これにより、第1絶縁基板10の各配線と、配線基板101の各配線とがそれぞれ電気的に接続される。
アレイ基板SUB1が照明装置ILと対向し、対向基板SUB2が表示面側に位置する。照明装置ILは、アレイ基板SUB1に向けて光を照射する。照明装置ILは、例えばサイドライト型バックライトや、直下型バックライトが適用可能である。照明装置ILとしては、種々の形態のものが適用可能であるが、その詳細な構造については説明を省略する。
第1偏光板PL1を含む光学素子は、第1絶縁基板10の外面、あるいは、照明装置ILと対向する面に配置される。第2偏光板PL2を含む光学素子は、第2絶縁基板20の外面、あるいは、観察位置側の面に配置される。第1偏光板PL1の第1偏光軸及び第2偏光板PL2の第2偏光軸は、例えばX-Y平面においてクロスニコルの位置関係にある。なお、第1偏光板PL1及び第2偏光板PL2を含む光学素子は、位相差板などの他の光学機能素子を含んでいてもよい。
図2は、アレイ基板を模式的に示す平面図である。図2に示すように、表示装置1において、表示領域DAの外側に周辺領域BEが設けられている。表示領域DAは、四角形状に形成されているが、表示領域DAの外形の形状は限定されない。例えば、表示領域DAには、角部が曲線状に設けられた略四角形状であってもよく、切り欠きがあってもよく、あるいは表示領域DAが他の多角形状に形成されてもよいし、表示領域DAが円形状あるいは楕円形状などの他の形状に形成されてもよい。
表示領域DAは、画像を表示させるための領域であり、複数の画素PXと重なる領域である。周辺領域BEは、アレイ基板SUB1の外周よりも内側で、かつ、表示領域DAよりも外側の領域を示す。なお、周辺領域BEは表示領域DAを囲う枠状であってもよく、その場合、周辺領域BEは額縁領域ともいえる。
周辺領域BEは、第1絶縁基板10の端部と表示領域DAとの間に位置する。周辺領域BEのうち、ドライバIC110及び配線基板101が設けられる領域を部分周辺領域sBEとする。部分周辺領域sBEは、表示領域DAの一辺と第1絶縁基板10の端部10sとの間の領域であり、張出部10Aは、部分周辺領域sBEのうち端部10sに沿った部分である。
第1絶縁基板10の部分周辺領域sBEには、複数の端子T1、保護回路3、内部回路4、信号線接続配線51、信号出力配線52、信号線53等の各種配線が設けられる。また、第1絶縁基板10の周辺領域BEのうち、第2方向Dyに沿って延在する領域にはゲートドライバ18が設けられる。なお、ゲートドライバ18は、表示領域DAを挟んで2つ設けられているが、いずれか一方のみ設けられていてもよい。
複数の信号出力配線52は、ドライバIC110と信号線接続配線51とを接続する。複数の信号出力配線52は、第2方向Dyに対して傾斜して設けられ、ドライバIC110から供給された信号を信号線接続配線51に出力する。
信号線接続配線51は、信号出力配線52と、表示領域DAに設けられた複数の画素信号線SL(図4参照)とを接続する。図2に示す例では、信号線接続配線51は、対向基板SUB2の第2絶縁基板20と重なる領域に設けられ、信号出力配線52は、第2絶縁基板20と重ならない領域に設けられる。図示は省略するが、信号線接続配線51と画素信号線SLとの間には、例えばマルチプレクサなどの信号線接続回路が設けられる。
信号線53は、ゲートドライバ18に各種制御信号を供給する配線である。信号線53は、例えば、クロック信号、電源電圧、スイッチング素子Trを駆動するゲート駆動信号(走査信号)等の信号を、ゲートドライバ18に供給する。ゲートドライバ18は、制御信号に基づいて、表示領域DAに設けられた複数の走査線GL(図4参照)を走査する。
内部回路4は、信号線53を介してドライバIC110と接続される。内部回路4は、ドライバIC110から供給される各種制御信号の信号処理を行って、ゲートドライバ18に信号を出力する回路である。内部回路4は、複数の薄膜トランジスタを有しており、種々の形態のものが適用可能である。
複数の端子T1は、ドライバIC110と内部回路4との間に設けられ、張出部10A、すなわち、第2絶縁基板20と重ならない領域に設けられる。複数の端子T1は、信号線53等の各種配線に接続される。言い換えると、内部回路4は、信号線53を介して複数の端子T1と接続される。複数の端子T1は、例えば、画素信号線SL、走査線GL、信号線接続配線51、信号線53等の検査の際に用いられる検査用端子である。
保護回路3は、複数の端子T1と内部回路4との間に設けられる。保護回路3は、外部から印加された静電気、例えば複数の端子T1に印加された静電気が内部回路4に流れることを抑制する回路である。
図3は、表示装置の概略断面構造を表す断面図である。図3は、図2のIII-III’線に沿う断面図を示している。図3に示すように、対向基板SUB2は、アレイ基板SUB1の表面に垂直な方向に対向して配置される。液晶層LCは、アレイ基板SUB1と対向基板SUB2との間に設けられる。
アレイ基板SUB1は、第1絶縁基板10の対向基板SUB2と対向する側に、第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13、第4絶縁膜14、第5絶縁膜15、画素信号線SL、画素電極PE、共通電極DE、第1配向膜AL1等を備えている。
なお、本明細書において、第1絶縁基板10に垂直な方向において、第1絶縁基板10から第2絶縁基板20に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、第2絶縁基板20から第1絶縁基板10に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。また、「平面視」とは、第1絶縁基板10に垂直な方向から見た場合をいう。
第1絶縁膜11は、第1絶縁基板10の上に設けられる。第2絶縁膜12は、第1絶縁膜11の上に設けられる。第3絶縁膜13は、第2絶縁膜12の上に設けられる。信号線SLは、第3絶縁膜13の上に設けられる。第4絶縁膜14は、第3絶縁膜13の上に設けられ、信号線SLを覆っている。なお、図3では図示されないが、走査線GLは、第2絶縁膜12の上に設けられる。
共通電極DEは、第4絶縁膜14の上に設けられる。共通電極DEは、表示領域DAに亘って連続して設けられている。ただし、これに限定されず、共通電極DEはスリットが設けられ、複数に分割されていてもよい。共通電極DEは、第5絶縁膜15によって覆われている。
画素電極PEは、第5絶縁膜15の上に設けられ、第5絶縁膜15を介して共通電極DEと対向している。画素電極PE及び共通電極DEは、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)やIZO(Indium Zinc Oxide)などの透光性を有する導電材料によって形成されている。画素電極PE及び第5絶縁膜15は、第1配向膜AL1によって覆われている。
第1絶縁膜11、第2絶縁膜12、第3絶縁膜13及び第5絶縁膜15は、例えば、シリコン酸化物やシリコン窒化物などの透光性を有する無機系材料によって形成されている。第4絶縁膜14は、透光性を有する樹脂材料によって形成され、無機系材料によって形成された他の絶縁膜と比べて厚い膜厚を有している。
対向基板SUB2は、第2絶縁基板20のアレイ基板SUB1と対向する側に、遮光層BM、カラーフィルタCFR、CFG、CFB、オーバーコート層OC、第2配向膜AL2などを備えている。対向基板SUB2は、第2絶縁基板20のアレイ基板SUB1と反対側に導電層21を備えている。
表示領域DAにおいて、遮光層BMは、第2絶縁基板20のアレイ基板SUB1と対向する側に位置している。そして、遮光層BMは、画素電極PEとそれぞれ対向する開口部を規定している。画素電極PEは、画素PXの開口部ごとに区画されている。遮光層BMは、黒色の樹脂材料や、遮光性の金属材料によって形成されている。
カラーフィルタCFR、CFG、CFBのそれぞれは、第2絶縁基板20のアレイ基板SUB1と対向する側に位置し、それぞれの端部が遮光層BMに重なっている。一例では、カラーフィルタCFR、CFG、CFBは、それぞれ赤色、緑色、青色に着色された樹脂材料によって形成されている。
オーバーコート層OCは、カラーフィルタCFR、CFG、CFBを覆っている。オーバーコート層OCは、透光性を有する樹脂材料によって形成されている。第2配向膜AL2は、オーバーコート層OCを覆っている。第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2は、例えば、水平配向性を示す材料によって形成されている。
導電層21は、第2絶縁基板20の上に設けられる。導電層21は、例えばITO等の透光性の導電性材料である。外部から印加される静電気や、第2偏光板PL2に帯電した静電気は、導電層21を流れる。表示装置1は、静電気を短時間に除去することができ、表示層である液晶層LCに加えられる静電気を低減することができる。これにより、表示装置1は、ESD耐性を向上させることができる。
アレイ基板SUB1及び対向基板SUB2は、第1配向膜AL1及び第2配向膜AL2が向かい合うように配置されている。液晶層LCは、第1配向膜AL1と第2配向膜AL2との間に封入されている。液晶層LCは、誘電率異方性が負のネガ型液晶材料、あるいは、誘電率異方性が正のポジ型液晶材料によって構成されている。
例えば、液晶層LCがネガ型液晶材料である場合であって、液晶層LCに電圧が印加されていない状態では、液晶分子LMは、X-Y平面内において、その長軸が第1方向Dxに沿う方向に初期配向している。一方、液晶層LCに電圧が印加された状態、つまり、画素電極PEと検出電極DEとの間に電界が形成されたオン時において、液晶分子LMは、電界の影響を受けてその配向状態が変化する。オン時において、入射した直線偏光は、その偏光状態が液晶層LCを通過する際に液晶分子LMの配向状態に応じて変化する。
図4は、表示領域の画素配列を表す回路図である。アレイ基板SUB1には、図4に示す各副画素SPXのスイッチング素子Tr、画素信号線SL、走査線GL等が形成されている。画素信号線SLは、第2方向Dyに延在する。画素信号線SLは、各画素電極PE(図3参照)に画素信号を供給するための配線である。走査線GLは、第1方向Dxに延在する。走査線GLは、各スイッチング素子Trを駆動する駆動信号(走査信号)を供給するための配線である。
画素PXは、複数の副画素SPXが含まれる。副画素SPXは、それぞれスイッチング素子Tr及び液晶層LCの容量を備えている。スイッチング素子Trは、薄膜トランジスタにより構成されるものであり、この例では、nチャネルのMOS(Metal Oxide Semiconductor)型のTFTで構成されている。図3に示す画素電極PEと共通電極DEとの間に第5絶縁膜15が設けられ、これらによって図4に示す保持容量Csが形成される。
図3に示すカラーフィルタCFR、CFG、CFBは、例えば赤(R)、緑(G)、青(B)の3色に着色された色領域が周期的に配列されている。各副画素SPXに、R、G、Bの3色の色領域が1組として対応付けられる。そして、3色の色領域に対応する副画素SPXを1組として画素PXが構成される。なお、カラーフィルタは、4色以上の色領域を含んでいてもよい。この場合、画素PXは、4つ以上の副画素SPXを含んでいてもよい。
次に、保護回路3の詳細な構成について説明する。図5は、第1実施形態に係る保護回路を示す回路図である。図5に示すように、保護回路3は、複数の第1トランジスタTr1と、複数の第2トランジスタTr2と、第1電源線31と、第2電源線32と、ソース線33と、ドレイン線34と、第1ゲート線35と、第2ゲート線36とを有する。
第1電源線31は、第1電源111に接続され、第1電源電圧VDDが供給される。第1電源線31は、第1電源電圧VDDを複数の第1トランジスタTr1に供給する配線である。第2電源線32は、第2電源112に接続され、第2電源電圧VSSが供給される。第2電源線32は、第2電源電圧VSSを複数の第2トランジスタTr2に供給する配線である。第1電源電圧VDDは、第2電源電圧VSSよりも高い電位を有する電圧信号である。第1電源電圧VDDは、信号線53から供給される信号よりも高い電位を有し、第2電源電圧VSSは、信号線53から供給される信号よりも低い電位を有する。
なお、第1電源111及び第2電源112は、ドライバIC110に内蔵された電源回路であってもよいし、配線基板101を介して外部に設けられた電源回路であってもよい。
複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2は、nチャネルのMOS型のTFTで構成される。複数の第1トランジスタTr1のソースは、共通のソース線33に接続される。ソース線33の一端33sは、接続配線37aを介して第1電源線31に接続され、ソース線33の他端33tは、接続配線37bを介して第1電源線31に接続される。また、複数の第1トランジスタTr1のドレインは、共通の信号線53に接続される。これにより、複数の第1トランジスタTr1は、それぞれ、第1電源線31及び信号線53に接続される。このように、複数の第1トランジスタTr1は、第1電源線31及び信号線53の間で並列接続されて、第1トランジスタグループTG1を構成する。
第1ゲート線35は、複数の第1トランジスタTr1のゲートに接続される。第1ゲート線35の一端35sは、接続部53aを介して信号線53に接続され、第1ゲート線35の他端35tは、接続部53bを介して信号線53に接続される。これにより、複数の第1トランジスタTr1のゲートとドレインとが短絡され、複数の第1トランジスタTr1は、いわゆるダイオード接続された構成となる。
複数の第2トランジスタTr2のソースは、共通の信号線53に接続される。つまり、信号線53は、第1トランジスタTr1のドレイン及び第2トランジスタTr2のソースに接続される。また、複数の第2トランジスタTr2のドレインは、共通のドレイン線34に接続される。ドレイン線34の一端34sは、接続配線38aを介して第2電源線32に接続され、ドレイン線34の他端34tは、接続配線38bを介して第2電源線32に接続される。これにより、複数の第2トランジスタTr2は、それぞれ、第2電源線32及び信号線53に接続される。このように、複数の第2トランジスタTr2は、第2電源線32及び信号線53の間で並列接続されて、第2トランジスタグループTG2を構成する。
第2ゲート線36は、複数の第2トランジスタTr2のゲートに接続される。第2ゲート線36の一端36sは、接続部34aを介してドレイン線34に接続され、第2ゲート線36の他端36tは、接続部34bを介してドレイン線34に接続される。これにより、複数の第2トランジスタTr2のゲートとドレインとが短絡され、複数の第2トランジスタTr2は、いわゆるダイオード接続された構成となる。
複数の第1トランジスタTr1の間には、それぞれ抵抗R1及び容量C3、C4が形成される。同様に複数の第2トランジスタTr2の間には、それぞれ抵抗R2及び容量C1、C2が形成される。抵抗R1、R2は、それぞれ第1ゲート線35、第2ゲート線36の抵抗成分である。また、容量C1は、第2ゲート線36とドレイン線34との間に形成される寄生容量である。容量C2は、第2ゲート線36と信号線53との間に形成される寄生容量である。容量C3は、第1ゲート線35とソース線33との間に形成される寄生容量である。容量C4は、第1ゲート線35と信号線53との間に形成される寄生容量である。
以上のような構成により、第1トランジスタグループTG1及び第2トランジスタグループTG2は、それぞれ、複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2が、共通の信号線53に沿って並列接続される。言い換えると、第1トランジスタグループTG1及び第2トランジスタグループTG2は、第1電源線31と第2電源線32との間で共通の信号線53を介して直列接続される。
端子T1から信号線53に正の電位を有する静電気が印加された場合、複数の第1トランジスタTr1がオンになり、複数の第2トランジスタTr2がオフになる。これにより、静電気は、信号線53から複数の第1トランジスタTr1を介して第1電源線31に流れる。
端子T1から信号線53に負の電位を有する静電気が印加された場合、複数の第1トランジスタTr1がオフになり、複数の第2トランジスタTr2がオンになる。これにより、静電気は、信号線53から複数の第2トランジスタTr2を介して第2電源線32に流れる。これにより、保護回路3は、内部回路4に静電気が流れることを抑制することができる。
本実施形態では、第1ゲート線35の一端35s及び他端35tが信号線53に接続され、第2ゲート線36の一端36s及び他端36tがドレイン線34に接続される。これにより、静電気が印加された場合に、第1ゲート線35の一端35s及び他端35tの両方から電位が変化する。又は、第2ゲート線36の一端36s及び他端36tの両方から電位が変化する。
このため、第1ゲート線35の一端35sのみが信号線53に接続され、第2ゲート線36の一端36sのみがドレイン線34に接続された構成に比べて、複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2のオン時定数を小さくすることができる。つまり、端子T1に近い位置の第1トランジスタTr1と、端子T1から離れた位置の第1トランジスタTr1との立ち上がり時間の差を抑制することができる。同様に、端子T1に近い位置の第2トランジスタTr2と、端子T1から離れた位置の第2トランジスタTr2との立ち上がり時間の差を抑制することができる。これにより、保護回路3は、信号線53に印加された静電気を迅速に第1電源線31又は第2電源線32に逃がすことができる。
また、本実施形態では、ソース線33の一端33s及び他端33tが第1電源線31に接続され、ドレイン線34の一端34s及び他端34tが第2電源線32に接続される。これにより、静電気が印加された場合に、複数の第1トランジスタTr1を介してソース線33の一端33s及び他端33tから第1電源線31に静電気が流れる。同様に、複数の第2トランジスタTr2を介してドレイン線34の一端34s及び他端34tから第2電源線32に静電気が流れる。
このため、ソース線33の一端33sのみが第1電源線31に接続され、ドレイン線34の一端34sのみが第2電源線32に接続された構成に比べて、静電気を第1電源線31及び第2電源線32に逃がす経路を増やすことができる。これにより、保護回路3は、信号線53に印加された静電気を迅速に第1電源線31又は第2電源線32に逃がすことができる。
以上のように、表示装置1は、端子T1と内部回路4との間に保護回路3を設けているので、端子T1から信号線53に静電気が印加された場合でも、内部回路4に静電気が流れることを抑制できる。したがって、表示装置1は、静電気に対する耐性を向上させることができる。
次に、保護回路3の具体的な構成例について説明する。図6は、保護回路を模式的に示す平面図である。図6では、図面を見やすくするために各配線に斜線を付して示している。図6に示すように、第2電源線32、第1電源線31、ドレイン線34、第2ゲート線36、信号線53、第1ゲート線35及びソース線33は、それぞれ第1方向Dxに延出する。また、第2電源線32、第1電源線31、ドレイン線34、第2ゲート線36、信号線53、第1ゲート線35及びソース線33は、この順で、第2方向Dyに配列される。
第2方向Dyにおいて、第1ゲート線35は、信号線53とソース線33との間に配置される。第1ゲート線35は、第1部分ゲート線35aと、第2部分ゲート線35bとを有する。第1部分ゲート線35a及び第2部分ゲート線35bはそれぞれ第1方向Dxに延在し、第2方向Dyに隣り合って配置される。第1部分ゲート線35aと、第2部分ゲート線35bとは、一端35s及び他端35tで接続される。
信号線53の接続部53a、53bは、それぞれ信号線53から第2方向Dyに突出して設けられ、第1ゲート線35の一端35s及び他端35tとコンタクトホールを介して接続される。
ソース線33の一端33s及び他端33tは、それぞれ接続配線37a、37bとコンタクトホールを介して接続される。接続配線37a、37bは、第2方向Dyに延在し、平面視で信号線53と交差して設けられ、コンタクトホールを介して第1電源線31と接続される。
第2方向Dyにおいて、第2ゲート線36は、信号線53とドレイン線34との間に配置される。第2ゲート線36は、第1部分ゲート線36aと、第2部分ゲート線36bとを有する。第1部分ゲート線36a及び第2部分ゲート線36bはそれぞれ第1方向Dxに延在し、第2方向Dyに隣り合って配置される。第1部分ゲート線36aと、第2部分ゲート線36bとは、一端36s及び他端36tで接続される。
ドレイン線34の接続部34a、34bは、それぞれドレイン線34から第2方向Dyに突出して設けられ、第2ゲート線36の一端36s及び他端36tとコンタクトホールを介して接続される。
ドレイン線34の一端34s及び他端34tは、それぞれ接続配線38a、38bとコンタクトホールを介して接続される。接続配線38a、38bは、第2方向Dyに延在し、平面視で第1電源線31と交差して設けられ、コンタクトホールを介して第2電源線32と接続される。
複数の第1トランジスタTr1は、それぞれ第1半導体層39aを有する。複数の第1半導体層39aは、それぞれ第1ゲート線35と重なる領域に配置される。複数の第1トランジスタTr1は、第1半導体層39aと重なって2つの第1部分ゲート線35a及び第2部分ゲート線35bが設けられたダブルゲート構造である。また、第1半導体層39aは、第1方向Dxに間隔SPを有して離間して配置される。
複数の第2トランジスタTr2は、それぞれ第2半導体層39bを有する。複数の第2半導体層39bは、それぞれ第2ゲート線36と重なる領域に配置される。複数の第2トランジスタTr2も、第1トランジスタTr1と同様にダブルゲート構造である。また、第2半導体層39bは、第1方向Dxに間隔SPを有して離間して配置される。
第1半導体層39a及び第2半導体層39bは、共通の半導体層39で形成される。半導体層39(第1半導体層39a及び第2半導体層39b)は、第2方向Dyにおいて、第1ゲート線35及び第2ゲート線36に跨がって連続して設けられる。半導体層39の一端側は、ソース線33とコンタクトホールを介して接続される。半導体層39の第2方向Dyの中央部は、信号線53とコンタクトホールを介して接続される。半導体層39の他端側は、ドレイン線34とコンタクトホールを介して接続される。以下の説明では、第1半導体層39a及び第2半導体層39bを区別して説明する必要がない場合には、単に半導体層39と表す。
図7は、図6のVII-VII’断面図である。図7に示すように、半導体層39は、第1絶縁膜11の上に設けられる。半導体層39は、例えば、ポリシリコンを用いることができる。より好ましくは、半導体層39は、低温ポリシリコン(LTPS:Low Temperature Polycrystalline Silicone)である。ただし、これに限定されず、半導体層39は、アモルファスシリコン、酸化物半導体等、他の材料であってもよい。
半導体層39は、チャネル領域39sと、低濃度不純物領域39tと、高濃度不純物領域39uとを含む。チャネル領域39sは、例えば、ノンドープの真性半導体又は低不純物領域であり、低濃度不純物領域39t及び高濃度不純物領域39uよりも低い導電性を有する。チャネル領域39sは、第1ゲート線35及び第2ゲート線36と重なる領域にそれぞれ設けられる。
高濃度不純物領域39uは、ソース線33、信号線53及びドレイン線34と接続される領域、すなわち、第2絶縁膜12及び第3絶縁膜13を貫通するコンタクトホールの底面と重なる領域に設けられる。低濃度不純物領域39tはチャネル領域39sと高濃度不純物領域39uとの間に設けられる。
半導体層39と第1絶縁基板10との間に遮光層55が設けられる。遮光層55は少なくともチャネル領域39sと重なる領域に設けられる。遮光層55は、例えば金属材料で形成され、第1絶縁基板10よりも光の透過率が小さい。これにより、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2の光リークを抑制することができる。
第2絶縁膜12は、半導体層39を覆って第1絶縁膜11の上に設けられる。第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線38aは、同層に、第2絶縁膜12の上に設けられる。なお、図7では図示されないが、接続配線37a、37b、38bも第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線38aと同層に設けられる。
第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線37a、37b、38b、38aは、表示領域DAに設けられた走査線GLと同層に設けられ、同じ材料が用いられる。第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線37a、37b、38b、38aは、例えば、モリブデン(Mo)、タングステン(W)等の金属材料、又はこれらの合金材料を用いることができる。
第3絶縁膜13は、第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線38a等を覆って第2絶縁膜12の上に設けられる。ソース線33、信号線53、ドレイン線34、第1電源線31及び第2電源線32は、同層に、第3絶縁膜13の上に設けられる。第1電源線31の一部は、接続配線38aと重なる領域に設けられる。
ソース線33、信号線53、ドレイン線34、第1電源線31及び第2電源線32は、表示領域DAに設けられた画素信号線SLと同層に設けられ、同じ材料が用いられる。ソース線33、信号線53、ドレイン線34、第1電源線31及び第2電源線32は、例えばアルミニウム(Al)などの低抵抗金属材料を用いることができる。すなわち、第1ゲート線35、第2ゲート線36及び接続配線37a、37b、38b、38aのシート抵抗は、ソース線33、信号線53、ドレイン線34、第1電源線31及び第2電源線32のシート抵抗よりも高い。
図8は、図6のVIII-VIII’断面図である。なお、図8では、複数の第1トランジスタTr1の断面構成を示しているが、図8についての説明は、第2トランジスタTr2にも適用できる。
図8に示すように、半導体層39は、第1方向Dxに、間隔SPを有して配列される。第2絶縁膜12は、複数の半導体層39を覆うとともに、隣り合う半導体層39の間の間隔SPにおいて、第1絶縁膜11の上に設けられる。第1トランジスタTr1の発熱部分である半導体層39が複数に分割されているので、複数の半導体層39を連続した1つ半導体層で形成した場合に比べて、放熱可能な領域を増やすことができる。第2トランジスタTr2でも図8と同様の断面構成であり、半導体層39が間隔SPを有して複数に分割されている。
このため、保護回路3は、第1トランジスタグループTG1及び第2トランジスタグループTG2全体での発熱を抑制することができる。この結果、保護回路3自体の静電気に対する耐性を向上させることができる。
以上説明したように、本実施形態の表示装置1は、基板(第1絶縁基板10)と、複数の端子T1と、内部回路4と、保護回路3と、を有する。複数の端子T1は、第1絶縁基板10の周辺領域BEに設けられる。内部回路4は、第1絶縁基板10の周辺領域BEに設けられ、信号線53を介して端子T1と接続される。保護回路3は、内部回路4と端子T1との間に設けられる。保護回路3は、第1電源線31と、第2電源線32と、複数の第1トランジスタTr1と、第1ゲート線35と、複数の第2トランジスタTr2と、第2ゲート線36と、を有する。第1電源線31は、第1電源電圧VDDが供給される。第2電源線32は、第2電源電圧VSSが供給される。複数の第1トランジスタTr1のそれぞれは第1電源線31及び信号線53に接続される。第1ゲート線35は、複数の第1トランジスタTr1のゲートに接続され、一端35s及び他端35tが信号線53に接続される。複数の第2トランジスタTr2のそれぞれは第2電源線32及び信号線53に接続される。第2ゲート線36は、複数の第2トランジスタTr2のゲートに接続され、一端36s及び他端36tが第2電源線32に接続される。
これによれば、静電気が印加された場合に、第1ゲート線35の一端35s及び他端35tの両方から電位が変化する。又は、第2ゲート線36の一端36s及び他端36tの両方から電位が変化する。このため、複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2のオン時定数を小さくすることができる。これにより、保護回路3は、信号線53に印加された静電気を迅速に第1電源線31又は第2電源線32に逃がすことができる。したがって、表示装置1は、静電気に対する耐性を向上させることができる。
なお、保護回路3の構成は、上述した例に限定されず、適宜変更することができる。例えば、保護回路3は、1本の信号線53に複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2が設けられた構成を説明したが、複数の信号線53が設けられていてもよい。この場合、保護回路3は、複数の信号線53のそれぞれに複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2が設けられる。また、保護回路3は、ゲートドライバ18の入力側に設けられているがこれに限定されない。保護回路3は、複数の端子T1と画像信号線SLとの間に設けられていてもよい。
また、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2の構成も図6から図8に示す構成に限定されない。例えば、第1トランジスタTr1及び第2トランジスタTr2は、第1ゲート線35及び第2ゲート線36が半導体層39の下に設けられたボトムゲート構造であってもよい。
また、表示装置1は液晶表示装置であるが、これに限定されない。保護回路3は、例えば、有機EL表示装置や、電気泳動型表示装置や、マイクロLED表示装置等の表示装置にも適用することができる。
(第2実施形態)
図9は、第2実施形態に係る表示装置の、複数の端子と、保護回路との接続構成を示す平面図である。図9に示すように、複数の端子T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6は、千鳥配置される。端子T1-1、T1-3、T1-5は、第1方向Dxに配列される。端子T1-2、T1-4、T1-6は、第1方向Dxに配列される。端子T1-1、T1-3、T1-5と、端子T1-2、T1-4、T1-6とは、第2方向Dyに隣り合い、且つ、第1方向Dxの位置が異なるように配置される。
複数の端子T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6には、それぞれ端子接続配線TCN-1、TCN-2、TCN-3、TCN-4、TCN-5、TCN-6が接続される。端子接続配線TCN-1、TCN-2、TCN-3は、複数の信号線53-1、53-2、53-3、第1電源線31及び第2電源線32と交差して、第2方向Dyに延在する。端子接続配線TCN-1、TCN-2、TCN-3は、例えば、表示領域DAに設けられた画像信号線SLと接続される。
なお、以下の説明では、複数の端子T1-1、T1-2、T1-3、T1-4、T1-5、T1-6を区別して説明する必要がない場合には、単に端子T1と表す。端子接続配線TCN-1、TCN-2、TCN-3、TCN-4、TCN-5、TCN-6を区別して説明する必要がない場合には、単に端子接続配線TCNと表す。複数の信号線53-1、53-2、53-3を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線53と表す。
端子接続配線TCN-4、TCN-5、TCN-6は、それぞれ、複数の信号線53-1、53-2、53-3と接続される。複数の信号線53-1、53-2、53-3は、それぞれ第1部分信号線53cと、第2部分信号線53dとを有する。第1部分信号線53cは、端子接続配線TCNを介して端子T1に接続される。第2部分信号線53dは、保護回路3に接続される。第1部分信号線53cと第2部分信号線53dとは、第1方向Dxに離間して設けられる。中継配線54は、第1部分信号線53cと第2部分信号線53dとを接続する。
図10は、図9のX-X’断面図である。図10に示すように、複数の端子接続配線TCN及び中継配線54は、第2絶縁膜12の上に設けられる。すなわち、複数の端子接続配線TCN及び中継配線54は、第1ゲート線35及び第2ゲート線36等(図7参照)と同層に設けられ、第1ゲート線35及び第2ゲート線36等と同じ材料で形成される。
信号線53の第1部分信号線53c及び第2部分信号線53dは、第3絶縁膜13の上に設けられる。第1部分信号線53c及び第2部分信号線53dは、それぞれ第3絶縁膜13に設けられたコンタクトホールを介して、中継配線54と接続される。また、第1部分信号線53cは、第3絶縁膜13に設けられたコンタクトホールを介して、端子接続配線TCN-6と接続される。
上述したように、信号線53は、アルミニウム(Al)などの低抵抗金属材料で形成される。端子接続配線TCN及び中継配線54は、例えばモリブデン(Mo)、タングステン(W)等の金属材料で形成される。すなわち、中継配線54は、信号線53と異なる層に設けられ、信号線53のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する。
このように、複数の端子T1と保護回路3とは、複数の信号線53(第1部分信号線53c、第2部分信号線53d)及び中継配線54を介して接続される。これにより、複数の端子T1から保護回路3まで、中継配線54を介さずに接続した場合に比べ、複数の端子T1から保護回路3までの抵抗を大きくすることができる。これにより、複数の端子T1に印加された静電気が、複数の端子T1から保護回路3までの経路で熱変換される。このため、本実施形態では、保護回路3及び内部回路4に流れる静電気を抑制することができる。
また、図9に示すように、端子接続配線TCN-3、TCN-4、TCN-5、TCN-6は、それぞれ蛇行部TCNaを有する。蛇行部TCNaは、第2方向Dyに隣り合う第2電源線32と、複数の端子T1との間の領域に設けられる。
図11は、端子接続配線を示す平面図である。図11に示すように、蛇行部TCNaは、複数の直線部61と、複数の湾曲部62とを有する。複数の直線部61は、第1方向Dxに延在し、第2方向Dyに配列される。湾曲部62は、第2方向Dyに隣り合う直線部61の端部を接続する。湾曲部62は、直線部61の一端側と他端側とを交互に接続する。このように、蛇行部TCNaは蛇行状に形成され、端子接続配線TCNは端子T1と信号線53とを接続する。また、蛇行部TCNaは信号線53のシート抵抗よりも大きいシート抵抗を有する。
これにより、端子T1と信号線53とを、蛇行部TCNaを有さない直線状の配線で接続した場合に比べて、端子T1から信号線53までの配線長が長くなり、抵抗が増大する。これにより、複数の端子T1に印加された静電気が、複数の端子T1と信号線53との間の蛇行部TCNaで熱変換される。このため、本実施形態では、保護回路3及び内部回路4に流れる静電気を抑制することができる。
なお、複数の信号線53、複数の端子T1及び端子接続配線TCNの構成は、あくまで一例である。例えば、複数の信号線53は、3つ以上の部分に分離して設けられ、それぞれの間に中継配線54が設けられていてもよい。保護回路3に接続される信号線53は、2本以下、又は4本以上でもよい。複数の端子T1は、千鳥配置に限定されず、例えば、第1方向Dxに配列されていてもよい。
(第1変形例)
図12は、第1変形例に係る保護回路を示す回路図である。図12に示す第1変形例の保護回路3Aは、図5に示した第1実施形態に比べて、第1ゲート線35の他端35tが信号線53と非接続であり、また、第2ゲート線36の他端36tがドレイン線34と非接続となっている。
第1変形例においても、ソース線33の一端33s及び他端33tが第1電源線31に接続され、ドレイン線34の一端34s及び他端34tが第2電源線32に接続される。このため、端子T1に静電気が印加された場合に、静電気を第1電源線31及び第2電源線32に逃がす経路を増やすことができる。これにより、保護回路3Aは、信号線53に印加された静電気を迅速に第1電源線31又は第2電源線32に逃がすことができる。
(第2変形例)
図13は、第2変形例に係る保護回路を示す回路図である。図13に示す第2変形例の保護回路3Bは、図5に示した第1実施形態に比べて、ソース線33の一端33sに第1電源線31が接続され、ソース線33の他端33tは第1電源線31と非接続である。また、ドレイン線34の一端34sに第2電源線32が接続され、ドレイン線34の他端34tは第2電源線32と非接続である。
第2変形例においても、第1ゲート線35の一端35s及び他端35tが信号線53に接続され、第2ゲート線36の一端36s及び他端36tがドレイン線34に接続される。これにより、複数の第1トランジスタTr1及び複数の第2トランジスタTr2のオン時定数を小さくすることができる。したがって、保護回路3Bは、信号線53に印加された静電気を迅速に第1電源線31又は第2電源線32に逃がすことができる。また、保護回路3Bは、第1実施形態に比べて、配線の数を少なくすることができるので、回路規模を抑制することができる。
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。上述した各実施形態及び各変形例の要旨を逸脱しない範囲で、構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも1つを行うことができる。