JP7326137B2 - 表示装置 - Google Patents

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Description

本発明は、表示装置に関する。
近年、表示素子として微小サイズの発光ダイオード(マイクロLED(micro LED))を用いたディスプレイが注目されている(例えば、特許文献1参照)。複数の発光ダイオードは、アレイ基板(特許文献1ではドライババックプレーン)に接続され、アレイ基板は、発光ダイオードを駆動するための画素回路(特許文献1では電子制御回路)を備える。また、特許文献2には、有機EL素子をアクティブマトリクスにより駆動する画素回路が記載されている。
特表2017-529557号公報 特開2002-278513号公報
画面の向こう側が透けて見える態様で用いられる、いわゆる透明ディスプレイ(もしくは透過型ディスプレイ)と呼ばれる表示装置が知られている。透明ディスプレイの表示素子として発光ダイオードを採用した場合、発光ダイオードの駆動回路を構成する複数のトランジスタや配線等により、透過率が低下する可能性がある。
本発明は、アレイ基板の一方の面から、反対側の他方の面側の背景を視認可能であって、透過率の低下を抑制できる表示装置を提供することを目的とする。
本発明の一態様の表示装置は、基板と、前記基板に設けられ、光を照射する第1LED素子と第2LED素子と、前記第1LED素子と前記第2LED素子の間に設けられ、前記第1LED素子に電気的に接続される第1信号線と、前記第1LED素子と前記第2LED素子の間に設けられ、前記第2LED素子に電気的に接続される第2信号線と、前記第1信号線及び前記第2信号線に交差するゲート配線と、前記ゲート配線に重畳し、前記第1LED素子及び前記第2LED素子に電気的に接続されるアノード配線と、を有し、前記アノード配線は、前記ゲート配線に平行に延出する。
本発明の一態様の表示装置は、基板と、前記基板に設けられた複数の画素と、複数の前記画素の各々に設けられ、光を出射する複数の発光素子と、複数の前記発光素子に対応して設けられた複数のトランジスタと、複数の前記トランジスタに接続された信号線及びゲート線と、を有し、開口率が80%以上の領域である透光領域と、開口率が80%よりも小さい領域である非透光領域とが、第1方向に並んで配置され、前記透光領域の前記第1方向の長さは、前記非透光領域の前記第1方向の長さの5倍以上である。
図1は、第1実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。 図2は、1つの画素Pixを示す平面図である。 図3は、画素回路を示す回路図である。 図4は、複数の画素を模式的に示す平面図である。 図5は、図4の隣接する2つの画素を拡大して示す平面図である。 図6は、1つの発光素子に対応して設けられたトランジスタの構成例を示す平面図である。 図7は、図5のVII-VII’断面図である。 図8は、図6のVIII-VIII’断面図である。 図9は、信号線の積層構造を説明するための説明図である。 図10は、信号線及びアノード電源線の積層構造を説明するための説明図である。 図11は、透光領域及び非透光領域の積層構造を示す断面図である。 図12は、第1変形例に係る信号線の積層構造を説明するための説明図である。 図13は、第2変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。 図14は、第3変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。 図15は、第2実施形態に係る表示装置の、複数の画素を模式的に示す平面図である。 図16は、図15の1つの画素を拡大して示す平面図である。 図17は、第2実施形態の第4変形例に係る表示装置の、複数の画素を模式的に示す平面図である。 図18は、図17の1つの画素を拡大して示す平面図である。
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。
本明細書及び特許請求の範囲において、ある構造体の上に他の構造体を配置する態様を表現するにあたり、単に「上に」と表記する場合、特に断りの無い限りは、ある構造体に接するように、直上に他の構造体を配置する場合と、ある構造体の上方に、さらに別の構造体を介して他の構造体を配置する場合との両方を含むものとする。
(第1実施形態)
図1は、第1実施形態に係る表示装置を模式的に示す平面図である。図1に示すように、表示装置1は、アレイ基板2と、画素Pixと、駆動回路12と、駆動IC(Integrated Circuit)210と、カソード配線60と、を含む。アレイ基板2は、各画素Pixを駆動するための駆動回路基板であり、バックプレーン又はアクティブマトリクス基板とも呼ばれる。アレイ基板2は、基板21、複数のトランジスタ、複数の容量及び各種配線等を有する。特に図示しないが、アレイ基板2上には、駆動回路12及び駆動IC210を駆動するための制御信号及び電力を入力するためのフレキシブルプリント基板(FPC)等が接続されていてもよい。
図1に示すように、表示装置1は、表示領域AAと、周辺領域GAとを有する。表示領域AAは、複数の画素Pixと重なって配置され、画像を表示する領域である。周辺領域GAは、複数の画素Pixと重ならない領域であり、表示領域AAの外側に配置される。
複数の画素Pixは、基板21の表示領域AAにおいて、第1方向Dx及び第2方向Dyに配列される。なお、第1方向Dx及び第2方向Dyは、基板21の表面に対して平行な方向である。第1方向Dxは、第2方向Dyと直交する。ただし、第1方向Dxは、第2方向Dyと直交しないで交差してもよい。第3方向Dzは、第1方向Dx及び第2方向Dyと直交する方向である。第3方向Dzは、例えば、基板21の法線方向に対応する。なお、以下、平面視とは、第3方向Dzから見た場合の位置関係を示す。
駆動回路12は、駆動IC210又は外部からの各種制御信号に基づいて複数のゲート線GL(図3参照)を駆動する回路である。駆動回路12は、複数のゲート線GLを順次又は同時に選択し、選択されたゲート線GLにゲート駆動信号を供給する。これにより、駆動回路12は、ゲート線に接続された複数の画素Pixを選択する。
駆動IC210は、表示装置1の表示を制御する回路である。駆動IC210は、基板21の周辺領域GAにCOG(Chip On Glass)として実装される。これに限定されず、駆動IC210は、基板21の周辺領域GAに接続されたフレキシブルプリント基板やリジット基板の上に実装されてもよい。
カソード配線60は、基板21の周辺領域GAに設けられる。カソード配線60は、表示領域AAの複数の画素Pix及び周辺領域GAの駆動回路12を囲んで設けられる。複数の発光素子3のカソードは、共通のカソード配線60に電気的に接続され、基準電位(例えば、グランド電位)が供給される。より具体的には、発光素子3のカソード端子32(図7参照)は、カソード電極22及びカソード電源線LVSSを介して、カソード配線60に接続される。
図2は、1つの画素Pixを示す平面図である。図2に示すように、1つの画素Pixは、複数の副画素49を含む。例えば、画素Pixは、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bとを有する。第1副画素49Rは、第1色としての原色の赤色を表示する。第2副画素49Gは、第2色としての原色の緑色を表示する。第3副画素49Bは、第3色としての原色の青色を表示する。図2に示すように、1つの画素Pixにおいて、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bとは第1方向Dxで並ぶ。なお、第1色、第2色、第3色は、それぞれ赤色、緑色、青色に限られず、補色などの任意の色を選択することができる。以下において、第1副画素49Rと、第2副画素49Gと、第3副画素49Bとをそれぞれ区別する必要がない場合、副画素49という。
第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bは、それぞれ、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bと、アノード電極23と、を有する。表示装置1は、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bにおいて、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bごとに異なる光を出射することで画像を表示する。第1発光素子3Rは、赤色の光を出射する。第2発光素子3Gは、緑色の光を出射する。第3発光素子3Bは、青色の光を出射する。なお、以下の説明において、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bを区別して説明する必要がない場合には、単に発光素子3と表す。
発光素子3は、複数の副画素49の各々に設けられる。発光素子3は、平面視で、3μm以上、300μm以下程度の大きさを有する発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)チップである。厳密な定義ではないが、チップサイズが100μmを下回るものは、マイクロLED(micro LED)と呼ばれる。各画素にマイクロLEDを備える表示装置1は、マイクロLED表示装置とも呼ばれる。なお、マイクロLEDのマイクロは、発光素子3の大きさを限定するものではない。
なお、複数の発光素子3は、4色以上の異なる光を出射してもよい。また、複数の副画素49の配置は、図2に示す構成に限定されない。例えば、第1副画素49Rは第2副画素49Gと第1方向Dxに隣り合っていてもよい。第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bは、三角格子状に配置されてもよい。また、第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bの、第1方向Dxでの配置順も異なっていてもよい。
図3は、画素回路を示す回路図である。図3に示す画素回路は、基板21に設けられ、駆動信号(電流)を各発光素子3に供給する回路である。図3に示すように、複数のゲート線GLは、それぞれ第1方向Dxに延在し、複数の第1副画素49R、第2副画素49G及び第3副画素49Bに接続される。複数の第1信号線SL-1、第2信号線SL-2及び第3信号線SL-3は、それぞれ第2方向Dyに延在する。第1信号線SL-1は、第2方向Dyに配列された複数の第1副画素49Rに接続される。第2信号線SL-2は、第2方向Dyに配列された複数の第2副画素49Gに接続される。第3信号線SL-3は、第2方向Dyに配列された複数の第3副画素49Bに接続される。なお、以下の説明では、第1信号線SL-1、第2信号線SL-2及び第3信号線SL-3を区別して説明する必要がない場合には、単に信号線SLと表す。
図3に示すように、各副画素49は、それぞれ、2つのトランジスタと、1つの容量と、を含む。具体的には、各副画素49は、駆動トランジスタDRTと、書込トランジスタSSTと、容量Csと、を含む。
各副画素49が有する複数のトランジスタは、それぞれn型TFT(Thin Film Transistor)で構成される。ただし、これに限定されず、各トランジスタは、それぞれp型TFTで構成されてもよい。
駆動トランジスタDRTのゲートは、書込トランジスタSSTのドレインに接続される。駆動トランジスタDRTのソースは、アノード電源線LVDDに接続される。駆動トランジスタDRTのドレインは、発光素子3のアノードに接続されている。発光素子3のカソードは、カソード電源線LVSSに接続され、基準電位が供給される。
書込トランジスタSSTのゲートは、ゲート線GLに接続される。書込トランジスタSSTのソースは、信号線SLに接続される。書込トランジスタSSTのドレインは、駆動トランジスタDRTのゲートに接続されている。
容量Csは、一端が駆動トランジスタDRTのゲートと書込トランジスタSSTのドレインとに接続され、他端が共通配線LCsに接続されている。共通配線LCsは、カソード電源線LVSSと電気的に接続され、基準電位が供給される。容量Csは、駆動トランジスタDRTの寄生容量とリーク電流とによるゲート電圧の変動を抑えるために、画素回路に付加されている。
書込トランジスタSSTは、2ノード間の導通と非導通とを選択するスイッチング素子として機能する。駆動トランジスタDRTは、ゲートとドレインとの間の電圧に応じて、発光素子3に流れる電流を制御する電流制御素子として機能する。
具体的には、駆動回路12が、複数のゲート線GLを選択し、選択されたゲート線GLにゲート駆動信号を供給する。ゲート駆動信号によりゲート線GLの電位がH(ハイ)レベルになると、書込トランジスタSSTがオンになる。これにより、信号線SLから供給される映像信号に基づいて容量Csに電荷が蓄積される。駆動トランジスタDRTのゲートドレイン間の電圧は、容量Csの電荷量に応じて決定される。
駆動トランジスタDRTには、アノード電源線LVDDから供給されたアノード電源電位PVDDに基づいて電流が流れる。駆動トランジスタDRTは、ゲートドレイン間の電圧の電圧に応じた電流を、発光素子3に供給する。発光素子3は、この電流に応じた輝度で発光する。また、書込トランジスタSSTがオフになった後も、発光素子3には、駆動トランジスタDRTを介してアノード電源線LVDDから電流が供給される。
次に、画素Pixの平面視での具体的な構成例について説明する。図4は、複数の画素を模式的に示す平面図である。図4では、表示領域AAに複数配列された画素Pixのうち、2行4列の8個の画素Pixを拡大して示している。具体的には、図4に示すように、画素Pix(1、1)、Pix(2、1)、Pix(3、1)、Pix(4、1)は、第1方向Dxに配列される。また、画素Pix(1、1)、Pix(1、2)は、第2方向Dyに配列される。画素Pix(2、1)、Pix(2、2)は、第2方向Dyに配列される。画素Pix(3、1)、Pix(3、2)は、第2方向Dyに配列される。画素Pix(4、1)、Pix(4、2)は、第2方向Dyに配列される。なお、画素Pix(1、1)、Pix(2、1)、Pix(3、1)、Pix(4、1)、Pix(1、2)、Pix(2、2)、Pix(3、2)、Pix(4、2)を区別して説明する必要がない場合には、単に画素Pixと表す。
複数の画素Pixは、それぞれ、第1発光素子3R(第1副画素49R)、第2発光素子3G(第2副画素49G)、第3発光素子3B(第3副画素49B)、第1信号線SL-1、第2信号線SL-2、第3信号線SL-3及びゲート線GLを有する。第1発光素子3Rは、第1信号線SL-1に電気的に接続される。第2発光素子3Gは、第2信号線SL-2に電気的に接続される。第3発光素子3Bは、第3信号線SL-3に電気的に接続される。
本実施形態では、第1方向Dxに隣接する2つの画素Pixで、複数の発光素子3と、複数の信号線SL(信号線群SLG)とがひとまとまりに近接して配置される。隣接する一方の画素Pixと、他方の画素Pixとは、第2方向Dyに平行な仮想線を対称軸として、反転するような位置関係で配置される。
第1方向Dxに隣り合う2つの画素Pix(例えば、画素Pix(2、2)と画素Pix(3、2))は、第1方向Dxに隣り合う2つの信号線群SLGと、第2方向Dyに隣り合う2つのゲート線GLとで囲まれた領域である。ここで、画素Pixの第1方向Dxでの配置ピッチPPxは、信号線群SLGの幅W-SLGの、第1方向Dxでの中点と仮想線CLとの間の距離で表される。仮想線CLは、第1方向Dxに隣り合う信号線群SLG間の中点を通り、信号線SLに平行な方向に延在する仮想線である。言い換えると、配置ピッチPPxは、第1方向Dxに隣り合う信号線群SLGの配置ピッチの1/2である。
画素Pixの第2方向Dyでの配置ピッチPPyは、第2方向Dyに隣り合うゲート線GLの配置ピッチと等しい。つまり、配置ピッチPPyは、第2方向Dyに隣り合うゲート線GLの第2方向Dy(+Dy方向)での端部の距離で表される。
複数の画素Pixは、それぞれ、透光領域CAと、非透光領域NCAとを有する。透光領域CAは、所定の領域において、開口率が80%以上の領域であり、すなわち、所定の領域の面積に対する、信号線SL、ゲート線GL等の各種配線や、発光素子3に接続されたアノード電極23等と重ならない領域の割合が80%以上となる領域である。非透光領域NCAは、所定の領域において、開口率が80%よりも小さい領域であり、すなわち、所定の領域の面積に対する、信号線SL、ゲート線GL等の各種配線や、発光素子3に接続されたアノード電極23等と重ならない領域の割合が80%よりも小さい領域である。
表示装置1は、非透光領域NCAの面積に比べて透光領域CAの面積が大きく設けられている。このため、発光素子3が発光しない画素Pixでは、透光領域CAを介して基板21(図7参照)の第1主面21A側(カバーガラス101側)から基板21の第2主面21B側の背景が視認され、また、基板21の第2主面21B側から第1主面21A側(カバーガラス101側)の背景が視認される。そして、本実施形態の表示装置1は、駆動IC210から映像信号が入力されると、画素Pixの発光素子3が映像信号に応じて発光する。そして、画素Pixで表示される画像は、背景とともに視認される。つまり、表示装置1は、表示領域AAの向こう側が透けて見える態様で用いられる、いわゆる透明ディスプレイである。
次に、第1方向Dxに隣接する画素Pix(1、1)と画素Pix(2、1)に着目して、各画素Pixの構成の具体例を説明する。図5は、図4の隣接する2つの画素を拡大して示す平面図である。なお、以下の説明では、第1方向Dxの一方(図5右側方向)を+Dx方向と表し、第1方向Dxの他方(図5左側方向)を-Dx方向と表す場合がある。同様に、第2方向Dyの一方(図5上側方向)を+Dy方向と表し、第2方向Dyの他方(図5下側方向)を-Dy方向と表す場合がある。
信号線群SLGは、第1方向Dxに隣り合う複数の信号線SLを含む。具体的には、図5左側の画素Pix(1、1)(第1画素)に接続された3本の信号線SLと、図5右側の画素Pix(2、1)(第2画素)に接続された3本の信号線SLとが、第1方向Dxに隣り合って配置され、ひとまとまりの信号線群SLGとして形成される。つまり、信号線群SLGは、1対の第1信号線SL-1、1対の第2信号線SL-2及び1対の第3信号線SL-3を含む。信号線群SLGは、第1方向Dxで、第3信号線SL-3、第2信号線SL-2、第1信号線SL-1、第3信号線SL-3、第2信号線SL-2、第1信号線SL-1の順に配置される。左側の画素Pix(1、1)に接続された3本の信号線SLと、右側の画素Pix(2、1)に接続された3本の信号線SLとが、同じ配置関係で第1方向Dxに配列される。ただし、これに限定されず、信号線群SLGの配置は適宜変更してもよい。
1つの信号線群SLGで、複数の信号線SLは、第1方向Dxに間隔を設けて配列される。信号線群SLGの幅W-SLGは、複数の信号線SLと、信号線SLの間隔とを含む。信号線群SLGは、開口率が80%よりも小さくなるように、各信号線SLの線幅と、信号線SLの間隔とが設定されており、信号線群SLGと重なる領域が非透光領域NCAとなっている。
複数の画素Pixのそれぞれにおいて、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、第1方向Dxに隣り合って配置され、信号線群SLGとゲート線GLとの交差部近傍に設けられる。具体的には、第1方向Dxで、信号線群SLGは、画素Pix(1、1)を構成する複数の発光素子3と、画素Pix(2、1)を構成する複数の発光素子3との間に設けられる。また、第2方向Dyで、信号線群SLGと交差するゲート線GLは、画素Pix(1、1)を構成する複数の発光素子3と、画素Pix(2、1)を構成する複数の発光素子3との間に設けられる。
画素Pix(1、1)を構成する第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、この順で第1方向Dxに配列される。第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、信号線群SLGと第1方向Dx(-Dx方向)に隣り合って配置される。また、画素Pix(1、1)を構成する第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、信号線群SLGと交差するゲート線GLの-Dy方向に隣り合って配置される。
画素Pix(2、1)を構成する第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、この順で第1方向Dxに配列され、信号線群SLGと第1方向Dx(+Dx方向)に隣り合って配置される。また、画素Pix(2、1)を構成する第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、ゲート線GLの+Dy方向に隣り合って配置される。画素Pix(1、1)の複数の発光素子3と、画素Pix(2、1)の複数の発光素子3とは、第1方向Dxで同じ配置関係で配列される。ただし、複数の発光素子3の配置の順番は、画素Pixごとに異なっていてもよい。
発光素子3は、それぞれ、書込トランジスタSSTの半導体層71を介して、各信号線SLに接続される。また、発光素子3は、それぞれ、コンタクトホールH4を介して、アノード電源線LVDDに電気的に接続される。アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSは、ゲート線GLと重なって設けられ、第1方向Dxに延在する。なお、図4及び図5では、図面を見やすくするために、アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSを二点鎖線で表している。
各画素Pixの非透光領域NCAは、第1方向Dxに隣り合う第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bと、各発光素子3に接続されたアノード電極23と、信号線群SLGとに重なる領域を含む。非透光領域NCAは、信号線SLの間隔、アノード電極23の間隔、アノード電極23とゲート線GLとの間隔等も含む領域である。言い換えると、信号線群SGLと複数の発光素子3とは、第1方向Dxに隣り合って配置されて第1方向Dxに連続する非透光領域NCAを形成する。
画素Pix(1、1)において、非透光領域NCAの、第1方向Dxの長さPx-NCAは、第1発光素子3Rに接続されたアノード電極23の第1方向Dx(-Dx方向)の端部から、信号線群SLGの第1方向Dx(+Dx方向)の端部までの長さである。非透光領域NCAの、第2方向Dyの長さPy-NCAは、各発光素子3に接続されたアノード電極23の第2方向Dy(-Dy方向)の端部から、アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSSの第2方向Dy(+Dy方向)の端部までの長さである。
画素Pix(2、1)において、非透光領域NCAの、第1方向Dxの長さPx-NCAは、第3発光素子3Bに接続されたアノード電極23の第1方向Dx(+Dx方向)の端部から、隣接する画素Pix(1、1)に接続された第3信号線SL-3の第1方向Dx(-Dx方向)の端部までの長さである。非透光領域NCAの、第2方向Dyの長さPy-NCAは、発光素子に接続されたアノード電極23の第2方向Dy(+Dy方向)の端部から、アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSSの第2方向Dy(-Dy方向)の端部までの長さである。
図4に戻って、画素Pix(3、1)及び画素Pix(4、1)の構成は、画素Pix(1、1)及び画素Pix(2、1)と同様である。つまり、第1方向Dxに隣接する2つの画素Pixごとに、複数の信号線SLが束ねて配置されて信号線群SLGが形成される。そして、第1方向Dxに隣接する2つの画素Pixをそれぞれ構成する複数の発光素子3はそれぞれの信号線群SLGに近接して配置される。また、画素Pix(2、1)の複数の発光素子3及び画素Pix(3、1)の複数の発光素子3は、第1方向Dxに隣り合う信号線群SLGの間に配置される。つまり、画素Pix(2、1)の発光素子3と、画素Pix(3、1)の発光素子3との間には、信号線SLが設けられず、第1方向Dxで、2つの画素Pixの配置ピッチPPx程度の長さで、透光領域CAが連続して形成される。
画素Pixの配置ピッチPPx、PPyは、非透光領域NCAの長さPx-NCA、Py-NCAに比べて十分に長い。つまり、透光領域CAと、非透光領域NCAとが、第1方向Dxに並んで配置される。一例として、図4の画素Pix(2、1)、画素Pix(2、2)及び画素Pix(3、2)について、透光領域CA及び非透光領域NCAの関係を具体的に説明する。透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAは、画素Pix(例えば画素Pix(2、2))のアノード電極23の+Dx方向の端部と、第1方向Dxに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(3、2))の信号線群SLGとの間の距離と等しい。透光領域CAの第2方向Dyの長さPy-CAは、画素Pix(例えば画素Pix(2、2))のアノード電極23の+Dy方向の端部と、第2方向Dyに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(2、1))の電源線(アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSS)との間の距離と等しい。
透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAは、非透光領域NCAの第1方向Dxの長さPx-NCAに対して5倍以上である。同様に、透光領域CAの第2方向Dyの長さPy-CAは、非透光領域NCAの第2方向Dyの長さPy-NCAに対して5倍以上である。このような構成により、表示装置1は、背景を視認可能であって、透過率の低下を抑制できる。
また、第1方向Dxに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(1、2)と画素Pix(2、2))では、発光素子3の第2方向Dyでの位置が異なる。画素Pix(1、2)の複数の発光素子3は、ゲート線GLに対して-Dy方向に隣り合って配置される。画素Pix(2、2)の複数の発光素子3は、ゲート線GLに対して+Dy方向に隣り合って配置される。これにより、第1方向Dxに隣接する画素Pixで、6個の発光素子3を第1方向Dxに並べて配置した場合に比べて、非透光領域NCAの第1方向Dxの長さPx-NCAを小さくし、かつ、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAを大きくすることができる。
次に、画素Pixの詳細な平面構造及び断面構造を説明する。図6は、1つの発光素子に対応して設けられたトランジスタの構成例を示す平面図である。なお、図6では、第1副画素49Rの駆動回路の構成を拡大して示しているが、第1副画素49Rについての説明は、第2副画素49G及び第3副画素49Bにも適用できる。また、図6では、アノード電極23よりも上側の発光素子3や実装電極24(図7参照)等の部材を省略して示している。
図6に示すように、駆動トランジスタDRTは半導体層61、ソース電極62、ドレイン電極63及びゲート電極64を有する。半導体層61は、第2方向Dyに延在し、ゲート電極64と平面視で交差する。半導体層61のうち、ゲート電極64と重なる領域にチャネル領域が形成される。半導体層61の一端側は、コンタクトホールH1を介してドレイン電極63と接続される。ドレイン電極63は、コンタクトホールH3を介してアノード電極23と接続される。アノード電極23は、コンタクトホールH6を介して、実装電極24及び発光素子3に電気的に接続される。
半導体層61の他端側は、コンタクトホールH2を介してソース電極62と接続される。ソース電極62は、アノード電源線LVDDと重なる領域まで延在し、コンタクトホールH4を介してアノード電源線LVDDと接続される。なお、後述する図8にあるようにコンタクトホールH5は、カソード電源線LVSSと、カソード電極22とを電気的に接続する。コンタクトホールH5は、図5に示すように、各副画素49にそれぞれ設けられ、ゲート線GL、アノード電源線LVDD、カソード電源線LVSSに重なるように、ゲート線GLにそって直線状に配置されている。また、各副画素49にそれぞれコンタクトホールH5を設ける実施例に限らず、各画素Pixに一つのコンタクトホールH5を形成し3副画素49に亘るカソード電極22を一つのコンタクトホールH5を介して接続する構造であってもよい。以上のように、駆動トランジスタDRTは、アノード電源線LVDDからのアノード電源電位PVDDに応じた電圧信号を発光素子3に供給できる。
図6に示すように、書込トランジスタSSTは、半導体層71、ソース電極72、ドレイン電極73及びゲート電極74を有する。半導体層71は、第2方向Dyに延在する2つの部分と、これら2つの部分を接続する接続部と有する。半導体層71のうち、第2方向Dyに延在する2つの部分は、それぞれゲート線GLと平面視で交差する。ゲート線GLのうち、半導体層71と重なる部分が、それぞれゲート電極74として機能する。
半導体層71の一端側は、ソース電極72と重なって設けられ、コンタクトホールH6Aを介してソース電極72と接続される。言い換えると、信号線SL(第1信号線SL-1)のうち半導体層71と接続される部分がソース電極72として機能する。半導体層71の他端側は、コンタクトホールH7を介してドレイン電極73と接続される。
ドレイン電極73は、第2方向Dyに延在し、コンタクトホールH8を介してゲート電極64と接続される。さらにドレイン電極73は、コンタクトホールH9を介して対向電極25と接続される。以上のように、書込トランジスタSSTは、駆動トランジスタDRTのゲートに接続される。
なお、図6に示す副画素49の駆動回路の配置等は、あくまで一例であり、変更してもよい。例えば、第2副画素49Gの半導体層71は、第1信号線SL-1と平面視で交差する。また、第2副画素49Gの半導体層71は、第1信号線SL-1及び第2信号線SL-2と平面視で交差する。これに限定されず、半導体層71は、他の副画素49に接続された信号線SLと交差する部分において、半導体層71とは異なる層に設けられたブリッジ配線を介して接続されてもよい。
次に、表示装置1の断面構造について説明する。図7は、図5のVII-VII’断面図である。図8は、図6のVIII-VIII’断面図である。図7及び図8に示すように、発光素子3は、アレイ基板2の上に設けられる。アレイ基板2は、基板21、アノード電極23、実装電極24、対向電極25、各種トランジスタ、各種配線及び各種絶縁膜を有する。
基板21は絶縁基板であり、例えば、石英、無アルカリガラス等のガラス基板、又はポリイミド等の樹脂基板が用いられる。基板21として、可撓性を有する樹脂基板を用いた場合には、シートディスプレイとして表示装置1を構成することができる。また、基板21は、ポリイミドに限らず、他の樹脂材料を用いても良い。
なお、本明細書において、基板21の表面に垂直な方向において、基板21から発光素子3に向かう方向を「上側」又は単に「上」とする。また、発光素子3から基板21に向かう方向を「下側」又は単に「下」とする。
基板21の上にアンダーコート膜91が設けられる。アンダーコート膜91は、例えば、シリコン窒化膜やシリコン酸化膜等の複数の無機絶縁膜が積層されて形成される。なお、アンダーコート膜91は、単層膜でもよいし、設けられていなくてもよい。
駆動トランジスタDRT及び書込トランジスタSSTは、アンダーコート膜91の上に設けられる。半導体層61及び半導体層71(図8参照)は、アンダーコート膜91の上に設けられる。半導体層61、71は、例えば、ポリシリコンが用いられる。ただし、半導体層61、71は、これに限定されず、微結晶酸化物半導体、アモルファス酸化物半導体、低温ポリシリコン等であってもよい。
ゲート絶縁膜92は、半導体層61、71を覆ってアンダーコート膜91の上に設けられる。ゲート絶縁膜92は、例えばシリコン酸化膜である。ゲート電極64及びゲート線GL(図8参照)は、ゲート絶縁膜92の上に設けられる。ゲート電極64及びゲート線GLは、例えば、モリブデン(Mo)が用いられる。あるいは、ゲート電極64及びゲート線GLは、モリブデンとアルミニウムとの積層膜(Mo/Al/Mo)や、チタンとアルミニウムとの積層膜(Ti/Al/Ti)であってもよい。また、ゲート線GLには、上記の金属膜の表面に黒色部材が積層される。黒色部材については後述する。
図7及び図8に示す例では、駆動トランジスタDRTは、ゲート電極64が半導体層61の上側に設けられたトップゲート構造である。ただし、これに限定されず、駆動トランジスタDRTは、半導体層61の下側にゲート電極64が設けられたボトムゲート構造でもよく、半導体層61の上側及び下側の両方にゲート電極64が設けられたデュアルゲート構造でもよい。書込トランジスタSSTについても駆動トランジスタDRTと同様の構造を採用できる。
層間絶縁膜93は、ゲート電極64及びゲート線GLを覆ってゲート絶縁膜92の上に設けられる。層間絶縁膜93は、例えば、シリコン窒化膜とシリコン酸化膜との積層構造を有する。ソース電極62(図8参照)、ドレイン電極63、信号線SL(ソース電極72)及びドレイン電極73は、層間絶縁膜93の上に設けられる。
図8に示すように、ドレイン電極63は、ゲート絶縁膜92及び層間絶縁膜93を貫通するコンタクトホールH1を介して、半導体層61のドレイン領域に接続される。ソース電極62は、ゲート絶縁膜92及び層間絶縁膜93を貫通するコンタクトホールH2を介して、半導体層61のソース領域に接続される。信号線SL、ソース電極62、72、ドレイン電極63、73は、例えば、チタンとアルミニウムとの積層膜(Ti/Al/Ti)が用いられる。あるいは、信号線SL、ソース電極62、72、ドレイン電極63、73は、モリブデンとアルミニウムとの積層膜(Mo/Al/Mo)であってもよい。また、信号線SL及び各種電極のうち、少なくとも信号線SLは、表面に黒色部材が積層される。
ドレイン電極63は、ゲート電極64と重なる領域まで延在する。層間絶縁膜93を介して対向するドレイン電極63とゲート電極64とで、容量が形成される。
図7及び図8に示すように、第1有機絶縁膜94は、駆動トランジスタDRT、書込トランジスタSST及び信号線SLを覆って層間絶縁膜93の上に設けられる。第1有機絶縁膜94としては感光性アクリル等の有機材料が用いられる。感光性アクリル等の有機材料は、CVD等により形成される無機絶縁材料に比べ、配線段差のカバレッジ性や、表面の平坦性に優れる。第1有機絶縁膜94及び第2有機絶縁膜96は、アレイ基板2の表面を平坦化する平坦化膜である。
第1有機絶縁膜94の上に、対向電極25、容量絶縁膜95、アノード電極23の順に積層される。対向電極25は、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透光性を有する導電性材料で構成される。
容量絶縁膜95は、対向電極25を覆って設けられ、コンタクトホールH3、H4(図8参照)と重なる領域に開口を有する。容量絶縁膜95は、例えば、シリコン窒化膜である。アノード電極23は、容量絶縁膜95を介して対向電極25と対向する。アノード電極23は、コンタクトホールH3を介してドレイン電極63と電気的に接続される。これにより、アノード電極23は、駆動トランジスタDRTと電気的に接続される。アノード電極23は、チタン(Ti)、アルミニウム(Al)の積層構造(例えば、Ti/Al/Ti)としている。ただし、これに限定されず、アノード電極23は、モリブデンとアルミニウムとの積層膜(Mo/Al/Mo)であってもよく、モリブデン、チタンのいずれか1つ以上を含む合金、又は透光性導電材料であってもよい。
容量絶縁膜95を介して対向するアノード電極23と対向電極25との間に容量Csが形成される。また、ITOで形成される対向電極25は、アノード電極23を形成する工程において、ソース電極62、ドレイン電極63等の各種配線を保護するためのバリア膜としての機能も有する。
第2有機絶縁膜96は、アノード電極23の上に設けられる。第2有機絶縁膜96には、アノード電極23に達するコンタクトホールH6(図8参照)が設けられる。第2有機絶縁膜96は、第1有機絶縁膜94と同じ有機材料が用いられる。実装電極24は、第2有機絶縁膜96の上に設けられ、コンタクトホールH6を介してアノード電極23と電気的に接続される。実装電極24は、アノード電極23と同様にチタン、アルミニウムの積層構造としている。ただし、実装電極24は、アノード電極23と異なる導電材料が用いられてもよい。また、第2有機絶縁膜96は、第1有機絶縁膜94と異なる有機材料が用いられてもよい。
発光素子3(第1発光素子3R、第2発光素子3G、第3発光素子3B)は、それぞれに対応する実装電極24に実装される。各発光素子3は、アノード端子33が実装電極24に接するように実装される。各発光素子3のアノード端子33と実装電極24との間の接合は、両者の間で良好な導通が確保でき、かつアレイ基板2上の形成物を破損しないものであれば特に限定しない。アノード端子33と実装電極24との接合として、例えば低温溶融のはんだ材料を用いたリフロー工程や、導電ペーストを介して発光素子3をアレイ基板2上に載せた後に焼成結合する手法が挙げられる。
ここで、アレイ基板2に第2有機絶縁膜96及び実装電極24を設けずに、アノード電極23上に発光素子3を直接実装することも可能である。ただし、第2有機絶縁膜96及び実装電極24を設けることにより、発光素子3の実装時に加えられる力によって容量絶縁膜95が破損することを抑制できる。つまり、容量Csを形成するアノード電極23と対向電極25との間の絶縁破壊が生ずることを抑制できる。
発光素子3は、半導体層31、カソード端子32及びアノード端子33を有する。半導体層31は、n型クラッド層、活性層及びp型クラッド層が積層された構成を採用することができる。半導体層31は、例えば、窒化ガリウム(GaN)、アルミニウムインジウム燐(AlInP)、窒化インジウムガリウム(InGaN)等の化合物半導体が用いられる。半導体層31は、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bごとに異なる材料が用いられてもよい。また、活性層として、高効率化のために数原子層からなる井戸層と障壁層とを周期的に積層させた多重量子井戸構造(MQW構造)が採用されてもよい。また、発光素子3として、半導体基板上に半導体層31が形成された構成でもよい。あるいは、発光素子3単体がアレイ基板2に実装される構成に限定されず、発光素子3を含むLEDチップがアレイ基板2に実装される構成であってもよい。
複数の発光素子3の間に素子絶縁膜97が設けられる。素子絶縁膜97は樹脂材料で形成される。素子絶縁膜97は、発光素子3の少なくとも側面を覆っており、発光素子3のカソード端子32は、素子絶縁膜97から露出する。素子絶縁膜97の上面と、カソード端子32の上面とが同一面を形成するように、素子絶縁膜97は平坦に形成される。ただし、素子絶縁膜97の上面の位置は、カソード端子32の上面の位置と異なっていてもよい。
カソード電極22は、複数の発光素子3及び素子絶縁膜97を覆って設けられ、複数の発光素子3のカソード端子32と電気的に接続される。カソード電極22は、例えばITO等の透光性を有する導電性材料が用いられる。これにより、発光素子3からの出射光を効率よく外部に取り出すことができる。
図8に示すように、カソード電極22はゲート線GLと重なる領域まで延在し、コンタクトホールH5を介してカソード電源線LVSSと接続される。カソード電源線LVSSは、実装電極24と同層、すなわち、第2有機絶縁膜96の上に設けられる。また、アノード電源線LVDDは、アノード電極23と同層、すなわち、容量絶縁膜95の上に設けられ、ゲート線GLと重なる位置に設けられたコンタクトホールH4を介して、ソース電極62と接続される。
アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSの少なくとも一部は、ゲート線GLと重なって設けられる。これにより、アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSを、平面視でゲート線GLと重ならない位置に設けた場合に比べて、非透光領域NCAの面積(第2方向Dyでの長さPy-NCA)を小さくすることができる。
図7及び図8に示すように、カソード電極22の上に、オーバーコート層98を介してカバーガラス101が設けられる。カバーガラス101は、表示装置1の表面を保護するための部材である。なお、カバーガラス101に換えて、表示装置1のカバー部材として、透光性の樹脂基板や、透光性の樹脂フィルム等の保護部材を設けてもよい。また、オーバーコート層98はカバーガラス101と接着性を有する透明の紫外線硬化樹脂であってもよく、オーバーコート層98とカバーガラス101とを接着するための透明接着層を別途設けてもよい。
図9は、信号線の積層構造を説明するための説明図である。図9に示すように、信号線SLは、金属膜51、52、53及び黒色部材54を有する。信号線SLは、層間絶縁膜93の上に金属膜51、52、53、黒色部材54の順に積層される。黒色部材54は、金属膜53とカバーガラス101との間に設けられる。
上述したように、金属膜51及び金属膜53は、例えばチタン(Ti)である。金属膜52は、例えばアルミニウム(Al)である。あるいは、金属膜51及び金属膜53は、モリブデン(Mo)であってもよい。金属膜51、52、53の膜厚は、例えば、25nm以上70nm以下である。信号線SLは、3層の金属膜51、52、53が積層されているが、これに限定されず、単層の金属膜であってもよく、2層又は4層以上の金属膜であってもよい。
黒色部材54は、金属膜53の表面に設けられる。黒色部材54は、例えば金属膜51、52、53よりも光の吸収率が大きい材料で構成された低反射膜である。黒色部材54は、黒色に着色された樹脂材料や、カーボン又は薄膜干渉により黒色を呈する金属酸化物、炭化物、金属炭化物が用いられる。黒色部材54の膜厚は、例えば、40nm以上80nm以下である。黒色部材54を設けることにより、基板21の第1主面21A側(カバーガラス101側)から入射した光L1が、信号線SLの表面で反射することを抑制できる。例えば、理想的な状態として、光L1が90度入射、90度反射した場合で、黒色部材54が設けられた信号線SLの可視光領域での反射率は、10%以下である。この結果、信号線SLでの反射光が観察者に視認されることを抑制でき、反射光による表示特性の低下を抑制できる。
また、仮に黒色部材54を設けていない場合、図4及び図5に示したように、透光領域CAと、非透光領域NCAとが、第1方向Dxに繰り返し配置された構成では、第1方向Dxに配列された非透光領域NCAの金属膜で、それぞれ光が反射されることにより、虹色回折が発生する場合がある。本実施形態では、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAを、非透光領域NCAの第1方向Dxの長さPx-NCAに対して5倍以上とすることで、回折効率を抑制することができ、かつ、黒色部材54により金属膜51、52、53の表面での反射を抑制できる。これにより、表示装置1は、虹色回折を抑制することで、表示特性の低下を抑制できる。
なお、図9では、信号線SLの積層構造を示したが、ゲート線GLについても同様の構成を採用できる。
図10は、信号線及びアノード電源線の積層構造を説明するための説明図である。なお、図10では、理解を容易にするために、信号線SL及びアノード電源線LVDDの断面を並べて配置している。すなわち、図10は、第1方向Dxに沿って切断した信号線SLの断面図と、第2方向Dyに沿って切断したアノード電源線LVDDの断面図とを、模式的に並べて示している。
図10に示すように、アノード電源線LVDDは、金属膜56、57、58及び黒色部材59を有する。金属膜56及び金属膜58は、例えばチタン(Ti)である。金属膜57は、例えばアルミニウム(Al)である。あるいは、金属膜56及び金属膜58は、モリブデン(Mo)であってもよい。黒色部材59は、金属膜58の表面に設けられ、上述した黒色部材54と同じ材料を用いることができる。これにより、アノード電源線LVDDは、第1主面21A側から入射する光L1の反射を抑制することができる。
また、アノード電源線LVDDの幅(第2方向Dyでの幅)は、信号線SLの幅(第1方向Dxでの幅)よりも大きい。これにより、アノード電源線LVDDのシート抵抗値を小さくすることができる。したがって、アノード電源線LVDDを介して発光素子3に供給されるアノード電源電位PVDDの電圧降下を抑制できる。
黒色部材59が金属酸化物又は金属炭化物である場合、黒色部材59の比誘電率が金属膜56、57、58よりも大きいので、アノード電源線LVDDと、近傍の配線との間で形成される容量が大きくなる。このため、アノード電源電位PVDDの電圧変動を抑制して、電源安定化を図ることができる。なお、カソード電源線LVSSについてもアノード電源線LVDDと同様の積層構造を採用することができる。
図11は、透光領域及び非透光領域の積層構造を示す断面図である。図11に示すように、透光領域CAには、基板21とカバーガラス101との間に、透光性の絶縁膜及びカソード電極22が積層されている。具体的には、透光領域CAでは、基板21の第1主面21Aに、アンダーコート膜91、ゲート絶縁膜92、層間絶縁膜93、第1有機絶縁膜94、容量絶縁膜95、第2有機絶縁膜96、素子絶縁膜97、カソード電極22、オーバーコート層98、カバーガラス101の順に積層される。すなわち、透光領域CAには、非透光領域NCAの、各トランジスタ(駆動トランジスタDRT及び書込トランジスタSST)、各種配線、アノード電極23等が設けられず、各絶縁膜(無機絶縁膜及び有機絶縁膜)が、非透光領域NCA及び透光領域CAに亘って連続して設けられる。
このような構成により、透光領域CAでは、非透光領域NCAに比べて光の透過率を向上させることができる。非透光領域NCAに設けられた各絶縁膜は、透光領域CAまで連続して設けられている。ただし、これに限定されず、上述したアンダーコート膜91からオーバーコート層98までの各絶縁膜のうち一部の絶縁膜は、透光領域CAに設けられていなくてもよい。また、カソード電極22も、非透光領域NCAに設けられ、透光領域CAに設けられていなくてもよい。
以上説明したように、本実施形態の表示装置1は、基板21と、基板21に設けられ、光を照射する第1LED素子(例えば、画素Pix(2、1)の第1発光素子3R)と第2LED素子(例えば、画素Pix(1、1)の第2発光素子3G)と、第1LED素子と第2LED素子の間に設けられ、第1LED素子に電気的に接続される第1信号線SL-1と、第1LED素子と第2LED素子の間に設けられ、第2LED素子に電気的に接続される第2信号線SL-2と、第1信号線SL-1及び第2信号線SL-2に交差するゲート配線(ゲート線GL)と、ゲート配線に重畳し、第1LED素子及び第2LED素子に電気的に接続されるアノード配線(アノード電源線LVDD)と、を有し、アノード配線は、ゲート配線に平行に延出する。
また、表示装置1は、ゲート配線及びアノード配線に重畳し、第1LED素子及び第2LED素子に電気的に接続されるカソード配線(カソード電源線LVSS)と、を有し、カソード配線は、ゲート配線及びアノード配線に平行に延出する。
表示装置1は、さらに、第1LED素子及び第2LED素子に共通に接続されるカソード電極22と、基板21とカソード電極22の間において、第1LED素子及び第2LED素子を囲う素子絶縁膜97と、を有し、カソード配線は、基板21と素子絶縁膜97との間に位置し、カソード電極22は、素子絶縁膜97に形成されたコンタクトホールH5を介して、カソード配線に接続され、コンタクトホールH5はゲート配線又はアノード配線に重畳する。
また、表示装置1において、アノード配線は、カソード配線とゲート配線との間に位置する。
また、表示装置1は、さらに、第3信号線を有し、第1方向Dxに沿って、第1信号線は第2信号線と第3信号線との間にあり、第3信号線は第1信号線の次列の信号線SL(例えば画素Pix(3、1)の信号線SL)であり、第1LED素子(例えば、画素Pix(2、1)の第1発光素子3R)は、第1信号線と第3信号線との間にあり、第1LED素子と第3信号線の間の距離は、第1信号線と第1LED素子との間の距離の5倍以上である。
(第1変形例)
図12は、第1変形例に係る信号線の積層構造を説明するための説明図である。なお、以下の説明において、上述した実施形態で説明した構成要素については、同じ符号を付して、説明を省略する。図12に示すように、変形例の信号線SLAは、黒色部材54に加え、黒色部材55を有する。黒色部材54、55は、それぞれ、金属膜51、52、53の表面及び裏面に設けられる。具体的には、信号線SLAは、層間絶縁膜93の上に黒色部材55、金属膜51、52、53、黒色部材54の順に積層される。言い換えると、黒色部材55は基板21と金属膜51との間に設けられる。
黒色部材55を設けることにより、基板21の第2主面21B側から入射した光L2が、信号線SLAの裏面で反射することを抑制できる。変形例の信号線SLAは、第1主面21A側(カバーガラス101側)及び第2主面21B側の両面から観察される表示装置1に適用できる。
なお、ゲート線GL、アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSにおいても、図12に示す第1変形例と同様の積層構造を適用することができる。つまり、ゲート線GL、アノード電源線LVDD及びカソード電源線LVSSの、表面及び裏面に黒色部材54、55が設けられていてもよい。
(第2変形例)
図13は、第2変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。図13に示すように、第2変形例に係る表示装置1Aにおいて、透光領域CAでは、基板21の第1主面21Aの上に、第1有機絶縁膜94及び第2有機絶縁膜96が積層されている。第2有機絶縁膜96の上に、空隙SPを介してカバーガラス101が設けられている。
つまり、非透光領域NCAでは、第3方向Dzで、基板21と発光素子3との間に複数の無機絶縁膜(アンダーコート膜91、ゲート絶縁膜92、層間絶縁膜93、容量絶縁膜95)及び複数の有機絶縁膜(第1有機絶縁膜94及び第2有機絶縁膜96)が積層されている。これに対し、透光領域CAでは、複数の無機絶縁膜を有さず、第1有機絶縁膜94及び第2有機絶縁膜96が、基板21の第1主面21Aの上に積層される。
透光領域CAでの第2有機絶縁膜96(平坦化膜)の表面と基板21との間の、第3方向Dzでの距離は、非透光領域NCAでの第2有機絶縁膜96(平坦化膜)の表面と基板21との間の、第3方向Dzでの距離よりも小さい。つまり、透光領域CAに積層された絶縁膜の合計の厚さは、非透光領域NCAに積層された絶縁膜の合計の厚さよりも薄い。さらに、透光領域CAでは、素子絶縁膜97、カソード電極22及びオーバーコート層98も設けられていない。このような構成により、透光領域CAの光の透過率をさらに向上させることができる。
(第3変形例)
図14は、第3変形例に係る表示装置を模式的に示す断面図である。第3変形例の表示装置1Bでは、上述した第1実施形態及び第2変形例に比べて、素子絶縁膜97が、各発光素子3にそれぞれ設けられる構成が異なる。図14に示すように、素子絶縁膜97は、各発光素子3の側面及び実装電極24の外縁を覆って設けられる。隣り合う発光素子3の間で、素子絶縁膜97は凹状に設けられる。カソード電極22は、発光素子3の上面及び素子絶縁膜97で形成される凹凸形状に倣って形成される。
カバーガラス101は接着層98Aを介してカソード電極22の上端と接着される。隣り合う発光素子3の間で、カソード電極22とカバーガラス101との間には空隙SPが形成される。発光素子3及び素子絶縁膜97が設けられない領域では、第2有機絶縁膜96とカバーガラス101との間に空隙SPが設けられる。このような構成であっても、素子絶縁膜97は、隣り合う発光素子3及び隣り合う実装電極24を絶縁できる。
(第2実施形態)
図15は、第2実施形態に係る表示装置の、複数の画素を模式的に示す平面図である。上述した第1実施形態では、第1方向Dxに隣接する2つの画素Pixで、複数の発光素子3と、複数の信号線SLとがひとまとまりに近接して配置される構成を説明したが、これに限定されない。
図15では、複数配列された画素Pixのうち、2行2列の4個の画素Pixを示している。具体的には、図15に示すように、画素Pix(1、1)、Pix(2、1)は、第1方向Dxに配列される。また、画素Pix(1、1)、Pix(1、2)は、第2方向Dyに配列される。画素Pix(2、1)、Pix(2、2)は、第2方向Dyに配列される。
本実施形態では、画素Pixは、第1方向Dxに隣り合う2つの信号線群SLGと、第2方向Dyに隣り合う2つのゲート線GLとで囲まれた領域である。ここで、画素Pixの第1方向Dxでの配置ピッチPPxは、信号線群SLGの第1方向Dxでの配置ピッチと等しい。画素Pixの第2方向Dyでの配置ピッチPPyは、第2方向Dyに隣り合うゲート線GLの配置ピッチと等しい。
第2実施形態の表示装置1Cでは、画素Pixごとに、複数の発光素子3と、複数の信号線SLとがひとまとまりに近接して配置される。各画素Pixで第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、第1方向Dxに並んで配置される。各画素Pixを構成する発光素子群(第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3B)は、第1方向Dx及び第2方向Dyに離れて配置される。
ここで、1つの画素Pixの構成の具体例を説明する。図16は、図15の1つの画素を拡大して示す平面図である。図16では、画素Pix(1、1)を示しているが、画素Pix(1、1)についての説明は、他の画素Pixにも適用できる。図16に示すように、信号線群SLGは、第1方向Dxに隣り合って設けられた、ひとまとまりの第1信号線SL-1、第2信号線SL-2、第3信号線SL-3を含む。信号線群SLGは、画素Pix(1、1)に接続される。
信号線群SLGでは、第1方向Dxに、第1信号線SL-1、第3信号線SL-3、第2信号線SL-2の順に配列される。ただし、信号線群SLGでの各信号線SLの配置の順番は適宜変更することができる。信号線群SLGの幅W-SLGは、3本の信号線SLの幅と、隣接する2本の信号線SLの間隔とを含む。本実施形態においても、信号線群SLGが非透光領域NCAを形成するように、各信号線SLの幅と間隔が設定される。
第1発光素子3Rは、信号線群SLGの-Dx方向(図16左側)に隣り合って配置される。第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、信号線群SLGの+Dx方向(図16右側)に隣り合って配置される。つまり、第1方向Dxで、第1発光素子3Rと、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bとの間に信号線群SLGが配置される。また、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、いずれもゲート線GLの同じ側(+Dy方向)に隣り合って配置される。
各発光素子3及び信号線群SLGの配置の順番は、あくまで一例であり、適宜変更してもよい。例えば、第1発光素子3Rは、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bの一方と、信号線群SLGの-Dx方向に配置されてもよく、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bの他方が、信号線群SLGの+Dx方向に配置されてもよい。又は、信号線群SLGの+Dx方向(又は-Dx方向)に、第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bがひとまとまりに近接して配置されていてもよい。
各画素Pixの非透光領域NCAは、第1方向Dxに隣り合う第1発光素子3R、第2発光素子3G及び第3発光素子3Bと、各発光素子3に接続されたアノード電極23と重なる領域と、信号線群SLGを含む領域である。
画素Pix(1、1)において、非透光領域NCAの、第1方向Dxの長さPx-NCAは、第1発光素子3Rに接続されたアノード電極23の第1方向Dx(-Dx方向)の端部から、信号線群SLG及び第2発光素子3Gを跨がって、第3発光素子3Bに接続されたアノード電極23の第1方向Dx(+Dx方向)の端部までの長さである。非透光領域NCAの、第2方向Dyの幅Py-NCAは、各発光素子3に接続されたアノード電極23の第2方向Dy(+Dy方向)の端部から、アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSSの第2方向Dy(-Dy方向)の端部までの長さである。
図15に戻って、画素Pix(2、1)、Pix(1、2)、Pix(2、2)の構成は、画素Pix(1、1)と同様である。つまり、第1方向Dxに配列された画素Pixごとに、複数の信号線SLが束ねて配置されて信号線群SLGが形成され、画素Pixを構成する複数の発光素子3は信号線群SLGに近接して配置される。また、画素Pix(1、1)を構成する第2発光素子3G、第3発光素子3Bと、画素Pix(2、1)を構成する第1発光素子3Rとは、第1方向Dxに離れて配置され、第1方向Dxに隣り合う2つの信号線群SLGの間に配置される。同様に、画素Pix(1、2)を構成する第2発光素子3G、第3発光素子3Bと、画素Pix(2、2)を構成する第1発光素子3Rとは、第1方向Dxに離れて配置され、第1方向Dxに隣り合う2つの信号線群SLGの間に配置される。
つまり、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAは、第1方向Dxに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(1、2)と画素Pix(2、2))のアノード電極23間の距離と等しい。透光領域CAの第2方向Dyの長さPy-CAは、画素Pix(例えば画素Pix(1、2))のアノード電極23の+Dy方向の端部と、第2方向Dyに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(1、1))の電源線(アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSS)との間の距離と等しい。
以上のように、画素Pixごとに、複数の発光素子3と、複数の信号線SLとがひとまとまりに近接して配置された構成においても、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAを、非透光領域NCAの第1方向Dxの長さPx-NCAに対して5倍以上とすることができる。また、透光領域CAの第2方向Dyの長さPy-CAも、非透光領域NCAの第2方向Dyの長さPy-NCAに対して5倍以上とすることができる。
(第4変形例)
図17は、第2実施形態の第4変形例に係る表示装置の、複数の画素を模式的に示す平面図である。図18は、図17の1つの画素を拡大して示す平面図である。図18では、例えば画素Pix(1、1)を拡大して示している。
図17及び図18に示すように、第4変形例の表示装置1Dでは、上述した第2実施形態と比べて、第2方向Dyで、画素Pix(1、1)を構成する第1発光素子3Rと、画素Pix(1、1)を構成する第2発光素子3G及び第3発光素子3Bとの間にゲート線GLが設けられる構成が異なる。第1発光素子3Rは、ゲート線GLと-Dy方向に隣り合って配置される。第2発光素子3G及び第3発光素子3Bは、ゲート線GLと+Dy方向に隣り合って配置される。なお、第4変形例では、1つの画素Pixで、第1副画素49Rと、第2副画素49G及び第3副画素49Bとで、画素回路や各種配線の構成が異なる。例えば、第1副画素49Rと、第2副画素49G及び第3副画素49Bとで、第1方向Dxに平行な仮想線を対称軸として、反転された構成とすることができる。
非透光領域NCAの、第1方向Dxの長さPx-NCAは、信号線群SLGの第1信号線SL-1の第1方向Dx(-Dx方向)の端部から、第3発光素子3Bに接続されたアノード電極23の第1方向Dx(+Dx方向)の端部までの長さである。また、非透光領域NCAの、第2方向Dyの幅Py-NCAは、上述した第2実施形態と同様に、各発光素子3に接続されたアノード電極23の第2方向Dy(+Dy方向)の端部から、アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSSの第2方向Dy(-Dy方向)の端部までの長さである。
透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAは、第1方向Dxに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(1、2)と画素Pix(2、2))において、画素Pix(1、2)のアノード電極23の+Dx方向の端部と、画素Pix(2、2)の信号線群SLGの-Dx方向の端部との間の距離と等しい。また、透光領域CAの第2方向Dyの長さPy-CAは、上述した第2実施形態と同様に、画素Pix(例えば画素Pix(1、2))のアノード電極23の+Dy方向の端部と、第2方向Dyに隣接する画素Pix(例えば画素Pix(1、1))の電源線(アノード電源線LVDD又はカソード電源線LVSS)との間の距離と等しい。
このように、第4変形例では、上述した第2実施形態に比べて、非透光領域NCAの、第1方向Dxの長さPx-NCAを小さくすることができ、かつ、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAを大きくすることができる。すなわち、表示装置1Dは、第1方向Dxで、透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CAの、非透光領域NCAの第1方向Dxの長さPx-NCAに対する割合(Px-CA/Px-NCA)を大きくすることができる。この結果、表示装置1Dは、光の透過率を向上させることができる。
各発光素子3及びゲート線GLの配置の関係は、あくまで一例であり、適宜変更してもよい。例えば、第1発光素子3R及び第2発光素子3Gは、ゲート線GLと-Dy方向に隣り合って配置され、第3発光素子3Bは、ゲート線GLと+Dy方向に隣り合って配置されてもよい。
なお、上述した各実施形態では、図面を見やすくするために、透光領域CAに対する非透光領域NCAの面積を大きく拡大して示している。透光領域CAの第1方向Dxの長さPx-CA及び第2方向Dyの長さPy-CAは、いずれも非透光領域NCAよりも十分に長く5倍以上に設けられる。また、画素Pixの第1方向Dxの配置ピッチPPxと、第2方向Dyの配置ピッチPPyの割合も、表示の解像度や、透過率に応じて適宜変更できる。
なお、これまでの説明において、アノード端子33、カソード端子32として表記してきた部分においては、発光素子3の接続方向、及び電圧の印加方向によっては明細書中の記載に限定するものではなく、逆転していても良い。
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。
1、1A、1B、1C、1D 表示装置
2 アレイ基板
3 発光素子
3R 第1発光素子
3G 第2発光素子
3B 第3発光素子
12 駆動回路
21 基板
22 カソード電極
23 アノード電極
24 実装電極
25 対向電極
31 半導体層
32 カソード端子
33 アノード端子
49 副画素
51、52、53、56、57、58 金属膜
54、55、59 黒色部材
60 カソード配線
101 カバーガラス
210 駆動IC
CA 透光領域
NCA 非透光領域
DRT 駆動トランジスタ
SST 書込トランジスタ
SL 信号線
SL-1 第1信号線
SL-2 第2信号線
SL-3 第3信号線
LVDD アノード電源線
LVSS カソード電源線
Pix 画素
Px-CA、Py-CA、Px-NCA、Py-NCA 長さ
PPx、PPy 配置ピッチ

Claims (18)

  1. 基板と、
    前記基板に設けられ、光を照射する第1LED素子と第2LED素子と、
    前記第1LED素子と前記第2LED素子の間に設けられ、前記第1LED素子に電気的に接続される第1信号線と、
    前記第1LED素子と前記第2LED素子の間に設けられ、前記第2LED素子に電気的に接続される第2信号線と、
    前記第1信号線及び前記第2信号線に交差するゲート配線と、
    前記ゲート配線に重畳し、前記第1LED素子及び前記第2LED素子に電気的に接続されるアノード配線と、を有し、
    前記アノード配線は、前記ゲート配線に平行に延出する
    表示装置。
  2. 前記ゲート配線及び前記アノード配線に重畳し、前記第1LED素子及び前記第2LED素子に電気的に接続されるカソード配線と、を有し、
    前記カソード配線は、前記ゲート配線及び前記アノード配線に平行に延出する
    請求項1に記載の表示装置。
  3. さらに、前記第1LED素子及び前記第2LED素子に共通に接続されるカソード電極と、
    前記基板と前記カソード電極の間において、前記第1LED素子及び前記第2LED素子を囲う素子絶縁膜と、を有し、
    前記カソード配線は、前記基板と前記素子絶縁膜との間に位置し、
    前記カソード電極は、前記素子絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して、前記カソード配線に接続され、
    前記コンタクトホールは前記ゲート配線又は前記アノード配線に重畳する、
    請求項2に記載の表示装置。
  4. 前記アノード配線は、前記カソード配線と前記ゲート配線との間に位置する、
    請求項2又は請求項3に記載の表示装置。
  5. さらに、第3信号線を有し、
    第1方向に沿って、前記第1信号線は前記第2信号線と前記第3信号線との間にあり、
    前記第3信号線は前記第1信号線の次列の信号線であり、
    前記第1LED素子は、前記第1信号線と前記第3信号線との間にあり、
    前記第1LED素子と前記第3信号線の間の距離は、前記第1信号線と前記第1LED素子との間の距離の5倍以上である、
    請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の表示装置。
  6. 基板と、
    前記基板に設けられた複数の画素と、
    複数の前記画素の各々に設けられ、光を出射する複数の発光素子と、
    複数の前記発光素子に対応して設けられた複数のトランジスタと、
    複数の前記トランジスタに接続された信号線及びゲート線と、を有し、
    開口率が80%以上の領域である透光領域と、開口率が80%よりも小さい領域である非透光領域とが、第1方向に並んで配置され、
    前記透光領域の前記第1方向の長さは、前記非透光領域の前記第1方向の長さの5倍以上である
    表示装置。
  7. 前記非透光領域は、前記発光素子、前記発光素子に接続されたアノード電極、前記信号線及び前記ゲート線と重なる領域を含む
    請求項6に記載の表示装置。
  8. 前記第1方向に隣り合う複数の前記信号線を含む信号線群を有し、
    複数の前記発光素子は、前記信号線群の複数の前記信号線のそれぞれに電気的に接続され、
    前記信号線群と複数の前記発光素子とは、前記第1方向に隣り合って配置されて前記第1方向に連続する前記非透光領域を形成する
    請求項6又は請求項7に記載の表示装置。
  9. 前記第1方向に隣り合って設けられた第1信号線、第2信号線及び第3信号線を含む信号線群を有し、
    複数の前記発光素子は、前記第1信号線に電気的に接続される第1発光素子と、前記第2信号線に電気的に接続される第2発光素子と、前記第3信号線に電気的に接続される第3発光素子と、を含み、
    前記第1方向で、前記信号線群は、前記第1発光素子と、前記第2発光素子及び前記第3発光素子の少なくとも一方との間に配置される
    請求項6又は請求項7に記載の表示装置。
  10. 前記第1発光素子、前記第2発光素子及び前記第3発光素子は、前記信号線群と交差する前記ゲート線の、前記第1方向と交差する第2方向の一方に隣り合って配置される
    請求項9に記載の表示装置。
  11. 前記第1発光素子は、前記信号線群と交差する前記ゲート線の、前記第1方向と交差する第2方向の一方に隣り合って配置され、
    前記第2発光素子及び前記第3発光素子の少なくとも一方は、前記ゲート線の、前記第2方向の他方に隣り合って配置される
    請求項9に記載の表示装置。
  12. 第1画素に接続される複数の前記信号線と、前記第1画素に隣接する第2画素に接続される複数の前記信号線とが、前記第1方向に隣り合って設けられた信号線群を有し、
    前記第1方向で、前記信号線群は、前記第1画素を構成する複数の前記発光素子と、前記第2画素を構成する複数の前記発光素子との間に配置される
    請求項6又は請求項7に記載の表示装置。
  13. 前記第1画素を構成する複数の前記発光素子は、前記信号線群と交差する前記ゲート線の、前記第1方向と交差する第2方向の一方に隣り合って配置され、
    前記第2画素を構成する複数の前記発光素子は、前記ゲート線の、前記第2方向の他方に隣り合って配置される
    請求項12に記載の表示装置。
  14. 前記信号線及び前記ゲート線の少なくとも一方は、金属膜と、前記金属膜の表面に設けられた黒色部材とを有する
    請求項6から請求項13のいずれか1項に記載の表示装置。
  15. 前記黒色部材は、前記信号線及び前記ゲート線の少なくとも一方の前記金属膜の表面及び裏面に設けられる
    請求項14に記載の表示装置。
  16. 複数の前記発光素子に電源電位を供給する電源線を有し、
    前記電源線は、前記ゲート線と重なって設けられ、
    前記電源線は、金属膜と、前記金属膜の表面に設けられた黒色部材とを有する
    請求項6から請求項15のいずれか1項に記載の表示装置。
  17. 前記非透光領域では、前記基板に垂直な方向で、前記基板と前記発光素子との間に複数の無機絶縁膜及び複数の有機絶縁膜が積層されており、
    前記透光領域では、前記基板に垂直な方向で、複数の前記無機絶縁膜を有さず、複数の前記有機絶縁膜が積層される
    請求項6から請求項16のいずれか1項に記載の表示装置。
  18. 複数の前記有機絶縁膜は、複数の前記発光素子が設けられる平坦化膜を含み、
    前記透光領域での前記平坦化膜の表面と前記基板との間の、前記基板に垂直な方向での距離は、前記非透光領域での前記平坦化膜の表面と前記基板との間の、前記基板に垂直な方向での距離よりも小さい
    請求項17に記載の表示装置。
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