(57)【要約】  【課題】  本発明の液晶表示装置によれば、外部応力による表示品位の低下を抑制できることに加え、滅点化リペアを容易に行うことができる。  【解決手段】  液晶表示装置では、前記画素における前記第２基板の前記主面と前記絶縁膜との間には、前記上層共通電極の形成領域に前記上層共通電極と電気的に接続されている下層電極が設けられているとともに、前記上層信号電極の形成領域に前記上層信号電極と電気的に接続されている下層電極が設けられていないことを特徴とする。【選択図】  図４
2014010182.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主面同士を対向させて配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に配置された液晶層と、前記第２基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、複数の前記ゲート配線に交差するように前記第２基板の前記主面上に設けられた複数のソース配線と、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線を覆うように前記第２基板の前記主面上に設けられた絶縁膜と、平面視して複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線によって囲まれた画素における前記絶縁膜上に設けられた複数の上層信号電極と、前記画素における前記絶縁膜上に設けられた、前記上層信号電極との間で電界を形成するための複数の上層共通電極とを備え、
複数の前記上層信号電極と複数の前記上層共通電極とは、前記絶縁膜上で交互に一定方向に沿って配列しており、
前記画素における前記第２基板の前記主面と前記絶縁膜との間には、前記上層共通電極の形成領域に前記上層共通電極と電気的に接続されている下層電極が設けられているとともに、前記上層信号電極の形成領域に前記上層信号電極と電気的に接続されている下層電極が設けられていないことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記下層電極は、前記ソース配線と前記上層信号電極との間に位置している請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記下層電極は、透光性材料からなる請求項１または２に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、携帯電話、デジタルカメラ、携帯ゲーム機または携帯型情報端末などの様々な用途に用いられる液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
横電界方式の液晶表示装置は、互いに対向する一対の基板と、一対の基板間に介在する液晶層とを備える。この一対の基板のうち一方の基板の主面上には、薄膜トランジスタと、複数のゲート配線と、複数のゲート配線に交差するように設けられた複数のソース配線と、複数のゲート配線および複数のソース配線を覆うように設けられた絶縁膜と、この絶縁膜上に設けられた信号電極および共通電極とが形成されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
この液晶表示装置では、信号電極と共通電極とが同一平面上に交互に配置しており、この信号電極および共通電極に対して電圧を印加することで、信号電極と共通電極との間で電界を発生させ、この電界によって液晶層中の液晶分子の方向を制御する。この横電界によって液晶分子の方向を制御することで広視野角化が図れる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−２７５６６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
近年、液晶表示装置はタッチパネルなどと組み合わせて使用される場合が多く、ユーザーがタッチパネルを押圧することで、液晶表示装置に対して外部応力が加わる頻度が高くなっている。
【０００６】
横電界方式の液晶表示装置では、白表示の際に押圧されると、この押圧によって、押圧領域に位置する液晶分子の配向が変化（リバースツイストドメインと呼ばれる）し、液晶分子の配向がそのまま戻らなくなる場合がある。この場合、このリバースツイストドメインの領域と他の領域とでは透過率が異なってしまい、リバースツイストドメインの領域が斑として見えてしまい、表示品位が低下する可能性があるという問題があった。
【０００７】
この問題に対して、信号電極および共通電極が形成されている絶縁膜と一方の基板の主面との間に信号電極と重ね下層信号電極を設けて、下層信号電極と上層に位置する共通電極との間で電界を発生させることで、リバースツイストドメインの発生を抑制していた。
【０００８】
一方、近年の液晶表示装置は高精細化に関する要望も存在する。そのため、配線数が増大する傾向にあり、液晶表示装置の製造過程において、信号電極がソース配線やゲート配線などと短絡しやすい。この短絡によって、液晶表示装置の駆動または非駆動時に正常な画素と比較して輝度が高くなる輝点欠陥が生じる可能性があるという問題がある。この問題に対し、信号電極にレーザーカット処理を行い、輝点を滅点化させることで輝点欠陥を目立たなくすることができる（滅点化リペアと呼ばれる）。
【０００９】
しかしながら、信号電極と重ねて下層信号電極を設けてしまうと、下層信号電極もレーザーカット処理を行なわなければ、電界が生じて液晶が回転して程度の軽い輝点となってしまう。そのため、下層信号電極に対してもレーザーカット処理を行う必要があるが、こ
の下層信号電極上には絶縁膜が設けられているのでレーザーが下層信号電極まで到達しにくくなり、下層信号電極にレーザーカット処理を行いにくいことに加え、この絶縁膜上には信号電極がさらに形成されているので、レーザーを照射する領域が限定され、レーザーカット処理の自由度が低下し、下層信号電極にレーザーカット処理が行いにくいという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、外部応力による表示品位の低下を抑制できることに加え、滅点化リペアを容易にする液晶表示装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の液晶表示装置は、主面同士を対向させて配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板および前記第２基板の間に配置された液晶層と、前記第２基板の前記主面上に設けられた複数のゲート配線と、複数の前記ゲート配線に交差するように前記第２基板の前記主面上に設けられた複数のソース配線と、複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線を覆うように前記第２基板の前記主面上に設けられた絶縁膜と、平面視して複数の前記ゲート配線および複数の前記ソース配線によって囲まれた画素における前記絶縁膜上に設けられた複数の上層信号電極と、前記画素における前記絶縁膜上に設けられた、前記上層信号電極との間で電界を形成するための複数の上層共通電極とを備え、複数の前記上層信号電極と複数の前記上層共通電極とは、前記絶縁膜上で交互に一定方向に沿って配列しており、前記画素における前記第２基板の前記主面と前記絶縁膜との間には、前記上層共通電極の形成領域に前記上層共通電極と電気的に接続されている下層電極が設けられているとともに、前記上層信号電極の形成領域に前記上層信号電極と電気的に接続されている下層電極が設けられていないことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の液晶表示装置によれば、外部応力による表示品位の低下を抑制できることに加え、滅点化リペアを容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態における液晶表示装置を示す平面図である。
【図２】図１のＩ−Ｉ線に沿った断面図である。
【図３】画素における第２基板の配線および電極を示す平面図である。
【図４】図３のII−II線に沿った断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明の実施形態における液晶表示装置１について、図１〜図４を参照しながら説明する。
【００１５】
液晶表示装置１は、液晶パネル２と、液晶パネル２に向けて光を出射する光源装置３と、液晶パネル２上に配置される第１偏光板４と、液晶パネル２と光源装置３との間に配置される第２偏光板５とを備えている。
【００１６】
液晶パネル２では、第１基板21と第２基板22とが対向配置され、第１基板21と第２基板22との間に液晶層23が設けられているとともに、この液晶層23を取り囲むように第１基板21と第２基板22とを接合するシール材24が設けられている。
【００１７】
第１基板21は、画像表示の際に表示面として用いられる第１主面21ａと、第１主面21ａとは反対側に位置する第２主面21ｂとを有している。第１基板21は、例えばガラスまたはプラスチックなどによって形成される。
【００１８】
この第１基板21の第２主面21ｂ上には、カラーフィルタ211が設けられている。
【００１９】
カラーフィルタ211は、可視光のうち特定の波長のみを透過させる機能を有する。複数
のカラーフィルタ211は、第１基板21の第２主面21ｂ上に位置しており、各画素Ｐごとに
設けられている。各カラーフィルタ211は、赤、緑および青のいずれかの色を有している
。また、カラーフィルタ211は上記の色に限られず、例えば、黄色、白色などのカラーフ
ィルタ211を配置してもよい。カラーフィルタ211の材料としては、例えば染料または顔料を添加した樹脂が挙げられる。
【００２０】
なお、本実施形態ではカラーフィルタ211を設けているが、これに限定されない。例え
ばモノクロの画像を表示する場合はカラーフィルタ211を設けなくてもよい。
【００２１】
また、カラーフィルタ211上にはオーバーコート層（不図示）が形成される。
【００２２】
第２基板22は、第１基板21の第２主面21ｂに対向する第１主面22ａと、第１主面22ａの反対側に位置する第２主面22ｂとを有している。なお、第２基板22は第１基板21と同様の材料で形成できる。
【００２３】
第２基板22の第１主面22ａ上には、複数のゲート配線221および補助容量配線222が設けられており、複数のゲート配線221および補助容量配線222を覆うようにゲート絶縁膜223
が設けられている。ゲート絶縁膜223上には複数のソース配線224が設けられている。また、ゲート絶縁膜223および複数のソース配線224上には第１層間絶縁膜225が設けられている。この第１層間絶縁膜225上には下層電極Ｄが設けられている。また、第１層間絶縁膜225および下層電極Ｄ上には第２層間絶縁膜226が設けられている。この第２層間絶縁膜226上には遮光膜BMが設けられており、遮光膜BMを覆うとともに第２層間絶縁膜226上には平坦化膜227が設けられている。また、この平坦化膜227上には上層共通電極228および上層信号電極229が設けられている。
【００２４】
ゲート配線221は、駆動ＩＣ（図示せず）から供給される電圧を薄膜トランジスタTFTに印加する機能を有する。図３に示すように、ゲート配線221は、第２基板22の第１主面22
ａ上にＸ方向に延在している。また、複数のゲート配線221はＹ方向に沿って配列されて
いる。ゲート配線221は、導電性を有する材料によって形成され、例えば、アルミニウム
、モリブデン、チタン、ネオジム、クロム、銅またはこれらを含む合金によって形成される。
【００２５】
ゲート配線221は例えば下記方法によって形成される。
【００２６】
まず、スパッタリング法、蒸着法または化学気相成長法によって、材料を第２基板22の第１主面22ａ上に膜として形成する。この膜の表面に対して感光性樹脂を塗布し、塗布した感光性樹脂に対して露光処理および現像処理を行なうことで、感光性樹脂に所望の形状のパターンを形成する。次いで、この膜を薬液でエッチングして、膜を所望の形状にした後、塗布した感光性樹脂を剥離する。このように、材料を成膜およびパターニングすることでゲート配線221を形成できる。
【００２７】
補助容量配線222は第２基板22の第１主面22ａに設けられている。補助容量配線222はゲート配線221と同一平面上に位置している。図３に示すように、補助容量配線222はＸ方向に延在している。また、補助容量配線222は、ゲート配線221と同様の材料で形成してもよい。なお、本実施形態では、補助容量配線222がゲート配線221と同一平面上に形成されているが、これに限られない。すなわち、補助容量配線222はゲート配線221と異なる層に形成されていてもよい。
【００２８】
ゲート絶縁膜223はゲート配線221および補助容量配線222を覆うように第１主面22ａ上
に設けられている。ゲート絶縁膜223は、窒化珪素または酸化珪素などの絶縁性材料によ
って形成される。なお、ゲート絶縁膜223は、上記のスパッタリング法、蒸着法または化
学気相成長法などによって第２基板22の第１主面22ａ上に形成できる。
【００２９】
ソース配線224は、駆動ＩＣから供給される信号電圧を薄膜トランジスタTFTを介して上層信号電極229に印加する機能を有する。図３に示すように、複数のソース配線224はＹ方向に延在している。また、複数のソース配線224は、ゲート絶縁膜223上にＸ方向に沿って配列されている。ソース配線224はゲート配線221と同様の材料で形成してもよい。ソース配線224はゲート配線221と同様の方法によって形成できる。なお、この実施形態では、ソース配線224を直線状に形成しているが、屈曲させてもよい。
【００３０】
なお、この複数のゲート配線221および複数のソース配線224によって囲まれた領域が画素Ｐである。
【００３１】
薄膜トランジスタTFTは、アモルファスシリコン、ポリシリコンまたはＩＧＺＯなどの
半導体層と、この半導体層上に設けられるとともに、ソース配線224に接続されたソース
電極と、ドレイン電極とを有する。また、薄膜トランジスタTFTのドレイン電極はコンタ
クトホールＣを介して上層信号電極229に接続されている。
【００３２】
薄膜トランジスタTFTでは、ゲート配線221を介して半導体層に印加される電圧に応じてソース電極およびドレイン電極間の半導体層の抵抗が変化することで、上層信号電極229
への画像信号の書き込みまたは非書き込みが制御される。
【００３３】
第１層間絶縁膜225はソース配線224を覆うようにゲート絶縁膜223上に設けられている
。第１層間絶縁膜225はゲート絶縁膜223と同様の材料で形成してもよい。
【００３４】
下層電極Ｄは第１層間絶縁膜225上に設けられている。また、下層電極Ｄは上層共通電
極228の形成領域に位置している。また、本実施形態では、下層電極Ｄの全部が上層共通
電極228の形成領域内に位置するように形成されている。すなわち、画素Ｐにおいて、上
層信号電極229の形成領域および上層信号電極229と上層共通電極228との間の領域に下層
電極Ｄは形成されていない。
【００３５】
なお、本実施形態では、画素Ｐにおいて、下層電極Ｄは上層共通電極228の形成領域内
に位置しているが、下層電極Ｄの一部が上層信号電極229と上層共通電極228との間の領域または上層信号電極229の形成領域に位置していてもよい。
【００３６】
また、下層電極Ｄは上層共通電極228に電気的に接続されている。具体的には、上層共
通電極228と下層電極ＤとはコンタクトホールＣを介して接続されている。さらに、下層
電極ＤはコンタクトホールＣを介して補助容量配線222と接続されていてもよい。なお、
この実施形態では、下層電極ＤのＹ方向における延在部は直線状に形成されているが、屈曲させて形成してもよい。なお、図４において、下層電極Ｄの形成領域は斜線で示された領域である。
【００３７】
なお、本実施形態の下層電極Ｄは第１層間絶縁膜225に設けられているが、これには限
定されない。すなわち、下層電極Ｄは上層共通電極228に比べて下の層で形成されていれ
ばよく、例えば、下層電極Ｄが第２基板22の第１主面22ａに形成されていてもよいし、ゲート絶縁膜223に形成されていてよい。
【００３８】
下層電極Ｄの材料は、導電性を有する材料によって形成される。下層電極Ｄの材料は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＡＴＯ（Antimony Tin Oxide）、ＡＺＯ（Al-Doped Zinc Oxide）、酸化錫、酸化亜鉛等の透光性材料、またはアルミニウム、モリブデン、チタン、ネオジム、クロム、銅等またはこれらを含む合金の不透光性材料が挙げられるが、導電性を有する材料であれば、これらに限定されない。
【００３９】
なお、下層電極Ｄの材料に透光性材料を採用すれば、下層電極Ｄによる遮光を抑制できるので、画素Ｐの開口率が向上する。
【００４０】
第２層間絶縁膜226は下層電極Ｄと遮光膜BMとを電気的に絶縁する機能を有する。第２
層間絶縁膜226は下層電極Ｄを覆うように第１層間絶縁膜225上に設けられている。第２層間絶縁膜226はゲート絶縁膜223と同様の材料で形成してもよい。なお、本実施形態では、第２層間絶縁膜226を設ける構造を採用しているが、特にこれに限定されず、第２層間絶
縁膜226を設けない構造を採用してもよい。
【００４１】
遮光膜BMは光を遮光する機能を有する。遮光膜BMは、第２層間絶縁膜226上に設けられ
ているとともに、平面視してゲート配線221、補助容量配線222、ソース配線224および上
層共通電極228に重なるように位置している。遮光膜BMはゲート配線221、ソース配線224
および補助容量配線222を覆うように第２基板22側に形成されているので、遮光膜BMが第
１基板21側に形成されている場合に比べて、ゲート配線221、補助容量配線222およびソース配線224を精度よく遮光することができる。
【００４２】
遮光膜BMの材料は、例えば、遮光性の高い色（例えば黒色）の染料または顔料が添加された樹脂、クロムなどの金属または合金が挙げられる。
【００４３】
なお、本実施形態では、遮光膜BMが第２基板22側に形成されているが、これには限定されない。すなわち、遮光膜BMは第１基板21側に形成されていてもよい。
【００４４】
平坦化膜227は、遮光膜BMを覆うように第２層間絶縁膜226上に設けられている。平坦化膜227は、有機材料によって形成され、アクリル系樹脂、エポキシ系樹脂またはポリイミ
ド系樹脂などが挙げられる。なお、平坦化膜227の膜厚は例えば１μｍ〜５μｍの範囲で
設定されている。なお、寄生容量を低減させる観点では、平坦化膜227の膜厚を大きくす
るのが好ましい。
【００４５】
上層共通電極228は、駆動ＩＣから印加された電圧によって上層信号電極229との間で電界を発生させる機能を有する。上層共通電極228は平坦化膜227上に設けられている。上層共通電極228は、導電性を有する透光性材料によって形成され、例えばＩＴＯ、ＩＺＯ、
ＡＴＯ、ＡＺＯ、酸化錫、酸化亜鉛または導電性高分子によって形成される。
【００４６】
上層信号電極229は、駆動ＩＣから印加された電圧によって上層共通電極228との間で電界を発生させる機能を有する。複数の上層信号電極229は平坦化膜227上に設けられており、Ｘ方向に沿って配列している。また、Ｘ方向における上層信号電極229の両側には上層共通電極228が位置している。すなわち、上層信号電極229と上層共通電極228とはＸ方向に交互に配置されている。なお、この実施形態では、上層信号電極229を直線状に形成しているが屈曲させてもよい。上層信号電極229は上層共通電極228と同様の材料で形成してもよい。
【００４７】
上層信号電極229の幅は例えば２μｍ〜５μｍの範囲に設定されている。また、上層信
号電極229と上層共通電極228との間隔は例えば５μｍ〜２０μｍの範囲に設定されている
。
【００４８】
液晶表示装置１では、上層共通電極228と電気的に接続されている下層電極Ｄが、第１
層間絶縁膜225上に設けられているとともに、上層共通電極228の形成領域内に位置している。これによって、下層電極Ｄから上層共通電極228の両側に位置する上層信号電極229に向けて電界が発生する。この電界によって、白表示の際に表示領域ＥＤが押圧された場合であっても、上層信号電極229と上層共通電極228との間の領域での液晶分子の配向の乱れが低減されるので、リバースツイストドメインの発生による表示品位の低下を抑制できる。
【００４９】
また、上述のように、下層電極Ｄを設けることで、上層信号電極229と上層共通電極228との間だけでなく、下層電極Ｄから上層共通電極228の両側に位置する上層信号電極229に向けて電界が発生する。これによって、下層電極Ｄが設けられていない場合に比べて、より低い電圧で液晶分子を制御できるので、液晶表示装置の使用時における消費電力を低減でき、液晶表示装置の低消費電力化を図ることができる。
【００５０】
また、液晶表示装置１では、画素Ｐにおいて、上層共通電極228の形成領域に上層共通
電極228と電気的に接続されている下層電極Ｄが設けられているとともに、上層信号電極229の形成領域に上層信号電極229と電気的に接続されている下層電極Ｄが設けられていな
い。すなわち、液晶表示装置１では、上層信号電極229に電気的に接続している下層電極
Ｄではなく、上層共通電極228に電気的に接続している下層電極Ｄのみが第１層間絶縁膜225上に形成されている。これによって、上層信号電極229がソース配線224などの配線と短絡した場合であっても、下層電極Ｄではなく、上層信号電極229にレーザーカット処理を行えばよい。すなわち、液晶表示装置１では、表示画像に輝点欠陥が生じた場合でも、上層信号電極229に対してレーザーカット処理を行えば、滅点化リペアが可能になるので、容易に滅点化リペアを行うことができる。
【００５１】
また、液晶表示装置１では、平面視して、上層共通電極228と電気的に接続された下層
電極Ｄがソース配線224と上層信号電極229との間に位置している。これによって、下層電極Ｄがソース配線224から生じる電界を遮蔽し、ソース配線224の電圧の変動による上層信号電極229の電圧への影響を低減できる。
【００５２】
液晶層23は、第１基板21と第２基板22との間に設けられている。液晶層23は、ネマティック液晶などの液晶分子を含んでいる。
【００５３】
シール材24は、第１基板21と第２基板22とを貼り合わせる機能を有する。シール材24は、平面視して表示領域ＥＤを取り囲むようにして第１基板21と第２基板22との間に設けられている。このシール材24はエポキシ樹脂などによって形成される。
【００５４】
液晶表示装置１では、同一平面上に設けられた上層信号電極229と上層共通電極228とに対して電圧を印加することで、上層信号電極229と上層共通電極228との間で電界を発生させ、この電界によって液晶層中23の液晶分子の方向を制御する。
【００５５】
光源装置３は、液晶パネル２の表示領域ＥＤに向けて光を出射する機能を有する。光源装置３は、光源31および導光板32を有している。なお、本実施形態における光源装置３では、光源31にＬＥＤなどの点光源を採用しているが、冷陰極管などの線光源を採用してもよい。
【００５６】
第１偏光板４は、所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。この第１偏光板４は、液晶パネル２の第１基板21の第１主面21ａに対向するように配置されている。
【００５７】
第２偏光板５は、所定の振動方向の光を選択的に透過させる機能を有する。この第２偏光板５は、第２基板22の第２主面22ｂに対向するように配置されている。
【００５８】
本発明は上記の実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々の変更および改良が可能である。例えば、液晶表示装置１では、上層信号電極229の形成領域の外側であれば、上層信号電極229と電気的に接続されている下層電極Ｄを設けてもよい。
【００５９】
これによって、下層電極Ｄから上層共通電極228に向けて電界が発生し、上層信号電極229と上層共通電極228との間の領域での液晶分子の配向の乱れが低減されるので、リバー
スツイストドメインの発生による表示品位の低下を抑制できる。さらに、上層信号電極229と電気的に接続されている下層電極Ｄとソース配線224とが短絡し、輝点欠陥が生じた場合であっても、下層電極Ｄの上方には上層信号電極229が形成されていないので、下層電極Ｄに対してレーザーカット処理が行ないやすくなり、容易に滅点化リペアを行なうことができる。
【符号の説明】
【００６０】
１  液晶表示装置
２  液晶パネル
Ｐ  画素
21  第１基板
21ａ  第１主面
21ｂ  第２主面（主面）
211  カラーフィルタ
22  第２基板
22ａ  第１主面（主面）
22ｂ  第２主面
221  ゲート配線
222  補助容量配線
223  ゲート絶縁膜
224  ソース配線
225  第１層間絶縁膜
226  第２層間絶縁膜
227  平坦化膜（絶縁膜）
228  上層共通電極
229  上層信号電極
TFT  薄膜トランジスタ
Ｄ  下層電極
BM  遮光膜
Ｃ  コンタクトホール
23  液晶層
24  シール材
４  第１偏光板
５  第２偏光板
３  光源装置
31  光源
32  導光板
【図１】
2014010182.tif 000003
【図２】
2014010182.tif 000004
【図３】
2014010182.tif 000005
【図４】
2014010182.tif 000006