(57)【要約】【課題】画質品位や接触機能を損なうことのない液晶表示装置を供給する。【解決手段】各コモン配線ＣＬは、表示領域１８の側辺に形成された第１コモン配線と、回路配線部２２をまたいで給電端子２０に接続された第２コモン配線と、第１コモン配線と第２コモン配線の間に接続された抵抗素子Ｃとをそれぞれ含み、第１コモン配線の配線抵抗値が小さくなる程、各抵抗素子Ｃの抵抗値を大きくして、各コモン配線ＣＬの配線抵抗値を全て同じにする。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマトリクス状に配置された複数の画素と、
前記各画素にそれぞれ配置された画素電極と、
前記各画素にそれぞれ配置された画素スイッチと、
前記複数の画素を配列する行方向に沿って延びる走査線と、
前記複数の画素を配列する列方向に沿って延びる信号線と、
前記行方向に並ぶ複数の前記画素電極と絶縁層を介して、表示領域内に電気的に独立して前記行方向に配置された複数のコモン電極と、
前記各コモン電極にコモン電圧を供給するためのそれぞれの給電端子と、
前記各コモン電極と前記各給電端子とをそれぞれ接続するコモン配線と、
前記表示領域の外周に設けられた回路配線部と、
を有し、
前記各コモン配線は、前記表示領域の側辺に形成された第１コモン配線と、前記回路配線部をまたいで前記給電端子に接続された第２コモン配線と、前記第１コモン配線と前記第２コモン配線の間に接続された抵抗素子とをそれぞれ含み、
前記第１コモン配線の配線抵抗値が小さくなる程、前記各抵抗素子の抵抗値を大きくして、前記各コモン配線の配線抵抗値を全て同じにする、
液晶表示装置。
【請求項２】
前記各抵抗素子は、前記基板上において金属配線を１又は複数回屈曲させて形成されている、
請求項１に記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記抵抗素子の配線幅が、前記第１コモン配線の配線幅より細い、
請求項１又は２に記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記第２コモン配線の配線幅が、前記第１コモン配線の配線幅及び前記抵抗素子の幅より広い、
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記第１コモン配線は、複数の金属配線を積層したものである、
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記第抵抗素子は、複数の金属配線を積層したものである、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記第２コモン配線は、単層の金属配線層を含む、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
前記抵抗素子は、前記画素スイッチを形成するプロセスと同じプロセスで用いられる金属配線から形成されている、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、液晶表示装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、テレビや携帯電話などに広く適用されている。また、とりわけ近年においては、操作性を向上させるためのユーザーインターフェースを表示面に備える要求が強くなっており、上記液晶表示装置の表示面に接触感知要素を備えた製品が市場に拡がりつつある。
【０００３】
従来より、表示領域に設けたコモン電極を接触感知手段として、液晶表示装置と一体形成して、接触検出機能を兼ね備えた液晶表示装置が低コストで提供されている（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許公開２０１１／００５０５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の液晶表示装置１００は、図６に示すように、コモン電極ＣＯＭを表示領域１８内において分割して配置し、給電端子２０から表示領域１８のコモン電極ＣＯＭにコモン電圧を供給するためのコモン配線ＣＬが形成されている。コモン配線ＣＬは、表示領域１８で分割されたコモン電極ＣＯＭにコモン電圧を独立して供給するため、ｎ個のコモン電極ＣＯＭと同じｎ本のコモン配線ＣＬが必要である。
【０００６】
コモン電圧は、ある狙い値を持っており、この狙い値からずれると接触機能の低下や時定数起因による表示ムラなどの表示品位の悪化を招く恐れがあるため、ｎ本のコモン配線ＣＬの配線抵抗Ｒは、全て同一になるよう調整することが求められる。
【０００７】
また、コモン配線ＣＬは、表示領域１８のコモン電極ＣＯＭにコモン電圧を供給するため、ある程度抵抗を抑える必要がある。そのためコモン配線ＣＬは、一層の金属配線からなる単層構造ではなく、複数層の金属配線からなる積層構造を持っている。
【０００８】
図７は、コモン配線ＣＬの一例を示したものである。コモン配線ＣＬは、表示領域１８の側片のＡ領域の第１コモン配線と実装端子側のＢ領域の第２コモン配線から構成されている。
【０００９】
Ａ領域の第１コモン配線は、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造からなる。
【００１０】
Ｂ領域の第２コモン配線は、金属配線Ｍ１で構成された回路配線部２２をまたぐ必要がある。そのため、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造と回路配線部２２をまたぐために金属配線Ｍ２の単層構造からなる配線を第２コモン配線は含んでいる。なお、回路配線部２２は、表示領域１８の外周部分に設けられた配線部分を意味し、例えば、走査線駆動回路１４や信号線駆動回路１６から表示領域１８内の各画素ＰＸへの配線部分をいう。
【００１１】
以下では、Ａ領域の第１コモン配線の配線長をＬＡ、Ｂ領域の第２コモン配線の配線長をＬＢ、配線幅をそれぞれＷとする。また、Ｂ領域の第２コモン配線の積層構造部分の配線長をＬＢ１、単層構造部分の配線長をＬＢ２とし、ＬＢ＝ＬＢ１＋ＬＢ２とする。
【００１２】
コモン配線ＣＬの配線抵抗Ｒは、次の式（１）に示すようにＡ領域の第１コモン配線の抵抗ＲＡとＢ領域の第２コモン配線の抵抗ＲＢの和で求められる。
【００１３】
Ｒ＝ＲＡ＋ＲＢ  ・・・（１）
Ａ領域の第１コモン配線の配線抵抗ＲＡは、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造であるため、次の式（２）に示すように金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造のシート抵抗率ｒ１２と配線長ＬＡ、配線幅Ｗで求められる。但し、シート抵抗率ｒ１２は、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の並列に接続したときのシート抵抗率である。なお、シート抵抗率とは、単位体積当たりの抵抗値である。
【００１４】
ＲＡ＝ｒ１２×ＬＡ／Ｗ  ・・・（２）
Ｂ領域の第１コモン配線の抵抗ＲＢは、次の式（３）に示すように金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造の抵抗ＲＢ１と金属配線Ｍ２の単層構造の抵抗ＲＢ２との和によって決まる。配線抵抗ＲＢ１は、次の式（４）に示すように上記と同様に、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造のシート抵抗率ｒ１２と配線長ＬＢ１、配線幅Ｗで求められる。配線抵抗ＲＢ２は、次の式（５）に示すように金属配線Ｍ２のシート抵抗率ｒ２と配線長ＬＢ２、配線幅Ｗで求められる。
【００１５】
ＲＢ＝ＲＢ１＋ＲＢ２  ・・・（３）
ＲＢ１＝ｒ１２×ＬＢ１／Ｗ  ・・・（４）
ＲＢ２＝ｒ２×ＬＢ２／Ｗ  ・・・（５）
単層のときの金属配線Ｍ１のシート抵抗率ｒ１と単層のときの金属配線Ｍ２のシート抵抗率ｒ２は、膜厚などのプロセスばらつきに応じて、図８（ａ）（ｂ）のようにそれぞれ所定の標準偏差δ１、δ２を持った統計的広がりを持つ。
【００１６】
一方、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造のシート抵抗率ｒ１２は、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の並列抵抗で計算されるため、その標準偏差δ１２は、図８（ｃ）、次の式（６）に示すように標準偏差δ１、δ２に比べ小さくなる。
【００１７】
δ１２＜δ１、δ１２＜δ２  ・・・（６）
以上により、図７に示すコモン配線ＣＬのうち、Ａ領域の第１コモン配線の配線抵抗ＲＡは積層構造のためシート抵抗率のばらつきが少なく配線抵抗の変動は小さいが、Ｂ領域の第２コモン配線は積層構造のほかに金属配線Ｍ２の単層構造を含むため、シート抵抗率のばらつきが大きく配線抵抗ＲＢの変動はＡ領域に比べて大きくなる。
【００１８】
図９と図１０は、コモン配線ＣＬのレイアウト模式図を示したものであり、図１１と図１２は、図９と図１０のコモン配線ＣＬにおけるＡ領域とＢ領域の配線抵抗変動のイメージを示した図である。図９は、１本目のコモン配線ＣＬ−１であって、Ａ領域の第１コモン配線が長い場合であり、図１０は、ｎ本目のコモン配線ＣＬ−ｎであって、Ａ領域の第１コモン配線が短い場合である。
【００１９】
図９のコモン配線ＣＬ−１の場合、配線抵抗Ｒのうち大部分はＡ領域の第１コモン配線の配線抵抗ＲＡが占めている。しかし、Ａ領域の第１コモン配線は金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造であるため、シート抵抗率のばらつきが少なく配線抵抗ＲＡの変動は小さい。Ｂ領域の第２コモン配線は、金属配線Ｍ２の単層構造と金属配線Ｍ１、金属配線Ｍ２の積層構造からなるためシート抵抗率のばらつきは多くなるものの、コモン配線ＣＬのうちＢ領域の占める配線は少ないため配線抵抗の変動は小さくなる。よって図９のコモン配線ＣＬ−１の場合、図１１に示すように配線のシート抵抗がばらついたとしても配線抵抗Ｒが大きく変動することはない。
【００２０】
一方、図１０のコモン配線ＣＬ−ｎの場合、配線抵抗Ｒをコモン配線ＣＬ−１の配線抵抗Ｒと同じにするため、Ｂ領域のコモン配線を屈曲させて長く形成しているので、配線抵抗Ｒの中で配線抵抗ＲＢが大部分を占めている。したがって、シート抵抗率のばらつきの影響を大きく受けることとなり、図１２に示すように、Ｂ領域の第２コモン配線の配線抵抗ＲＢの変動が大きくなる。
【００２１】
このため、従来の配線構造ではシート抵抗率のばらつきによる配線抵抗の変動が各コモン配線ＣＬによって異なるため、各コモン電極ＣＯＭに印加されるコモン電圧がそれぞれ異なる恐れがある。これにより、表示ムラなどの画質品位や接触機能の感度低下などの問題点がある。
【００２２】
そこで本発明の実施形態は、上記問題点に鑑み、画質品位や接触機能を損なうことのない液晶表示装置を供給することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２３】
本発明の実施形態は、基板上にマトリクス状に配置された複数の画素と、前記各画素にそれぞれ配置された画素電極と、前記各画素にそれぞれ配置された画素スイッチと、前記複数の画素を配列する行方向に沿って延びる走査線と、前記複数の画素を配列する列方向に沿って延びる信号線と、前記行方向に並ぶ複数の前記画素電極と絶縁層を介して、表示領域内に電気的に独立して前記行方向に配置された複数のコモン電極と、前記各コモン電極にコモン電圧を供給するためのそれぞれの給電端子と、前記各コモン電極と前記各給電端子とをそれぞれ接続するコモン配線と、前記表示領域の外周に設けられた回路配線部と、を有し、前記各コモン配線は、前記表示領域の側辺に形成された第１コモン配線と、前記回路配線部をまたいで前記給電端子に接続された第２コモン配線と、前記第１コモン配線と前記第２コモン配線の間に接続された抵抗素子とをそれぞれ含み、前記第１コモン配線の配線抵抗値が小さくなる程、前記各抵抗素子の抵抗値を大きくして、前記各コモン配線の配線抵抗値を全て同じにする、液晶表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】一実施形態の液晶表示装置の説明図である。
【図２】画素の模式図である。
【図３】コモン配線のレイアウト模式図である。
【図４】Ａ領域とＢ領域の抵抗のばらつきを示す図である。
【図５】一実施形態のアレイ基板上のコモン配線の説明図である。
【図６】従来例におけるアレイ基板上のコモン配線の説明図である。
【図７】従来例のコモン配線のレイアウト模式図である。
【図８】（ａ）は金属配線Ｍ１の配線抵抗率の分布であり、（ｂ）は金属配線Ｍ２の配線抵抗率の分布図であり、（ｃ）は金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造における配線抵抗率の分布図である。
【図９】従来例のコモン配線ＣＬ−１の配線図である。
【図１０】従来例のコモン配線ＣＬ−ｎの配線図である。
【図１１】図９におけるＡ領域とＢ領域の抵抗のばらつきを示す図である。
【図１２】図１０におけるＡ領域とＢ領域の抵抗のばらつきを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本実施形態の液晶表示装置１０について図１〜図５に基づいて説明する。
【００２６】
（１）液晶表示装置１０の構造
本実施形態の液晶表示装置１０の構造について図１と図２に基づいて説明する。
【００２７】
液晶表示装置１０は、図１に示すように、互いに対向したアレイ基板１２及び対向基板（不図示）と、アレイ基板１２と対向基板との間に挟持された液晶層ＬＱと、マトリクス状に配置された画素ＰＸからなる表示部と、走査線駆動回路１４と、信号線駆動回路１６を備えている。走査線駆動回路１４は、画素ＰＸが配列される行に沿って延びる走査線ＧＬにゲート信号を供給する。信号線駆動回路１６は、画素ＰＸが配列される列に沿って延びる信号線ＳＬに映像信号を供給する。
【００２８】
画素ＰＸは、図２に模式図を示す。画素ＰＸの画素スイッチＳＷＰは、スイッチング素子としてＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Film Transistor）を備えている。ＴＦＴのゲート電極は、対応する走査線ＧＬに電気的に接続されている。ＴＦＴのソース電極は、対応する信号線ＳＬに電気的に接続されている。ＴＦＴのドレイン電極は、対応する画素電極ＰＥに電気的に接続されている。
【００２９】
ＴＦＴのゲート電極にオン電圧が印加されると、ソース電極とドレイン電極との間が導通し、対応する信号線ＳＬから画素電極ＰＥに映像信号が供給される。画素電極ＰＥに印加される映像信号とコモン電極ＣＯＭに印加されるコモン電圧とにより液晶容量が形成される。
【００３０】
画素電極ＰＥには例えば所定の間隔を置いてスリットが設けられ、絶縁層を介して配置されたコモン電極ＣＯＭとの間に横電界が生じる。この横電界によって、液晶層ＬＱに含まれる液晶分子の配向状態が制御される。各画素ＰＸは液晶容量と結合する補助容量ＣＳをさらに備えている。液晶容量は、液晶層に印加される電界によって液晶層に蓄えられる。補助容量ＣＳは、画素電極ＰＥとコモン電極ＣＯＭとの間に生じる容量である。また走査線ＧＬとコモン電極ＣＯＭの間には、寄生容量Ｃｇｃｏｍが存在している。コモン電極ＣＯＭは、図１に示すように、行方向に電気的に独立した配線として配置されている。
【００３１】
そして、この液晶表示装置１０においては、１フレームの中で、液晶表示の書き換えは順次行スキャンにおいて行い、表示面におけるコモン電極ＣＯＭに対する接触の検出は垂直ブランキング期間において行うことで、液晶の表示と、コモン電極ＣＯＭに対する表示面の接触の検出とを、両立できる。
【００３２】
コモン電極ＣＯＭには、ｎ個のコモン電極ＣＯＭと同じ数のｎ本のコモン配線ＣＬが配置されており、各コモン電極ＣＯＭに同一のコモン電圧を供給するため、コモン配線ＣＬの配線抵抗Ｒは全て同じになるように調整されている。
【００３３】
（２）配線抵抗Ｒの調整
以下、ｎ本のコモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎの配線抵抗Ｒ１〜Ｒｎが全て同じになる構造について図３〜図５に基づいて説明する。
【００３４】
図３のレイアウト模式図に示すように、コモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎは、Ａ領域の第１コモン配線とＢ領域の第２コモン配線と抵抗素子Ｃにそれぞれ区分けされ、Ａ領域の第１コモン配線と抵抗素子Ｃは、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造であり、Ｂ領域の第２コモン配線は、従来例と同様に、金属配線Ｍ２の単層構造と、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造からなる。なお、各金属配線の厚みは、任意のシート抵抗値となるよう調整される。各抵抗素子Ｃは、画素ＰＸのＴＦＴを形成するときのプロセスと同じプロセスで金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２からなる積層構造を形成する。
【００３５】
抵抗素子Ｃは、Ａ領域の第１コモン配線ＣＬとＢ領域の第２コモン配線ＣＬの間に形成され、その配線はコの字状が連続するように屈曲させることにより、線長ＬＣがより長くなるように形成されて、抵抗値ＲＣが上がるように設計され、また、線幅ＷＣは、コモン配線ＣＬの線幅ＷＡより細く形成され、より抵抗値ＲＣが上がるように設計されている。
【００３６】
Ｂ領域の第２コモン配線ＣＬの線幅ＷＢは、線幅ＷＡより広く形成され、抵抗値ＲＢを低く抑えている。
【００３７】
これにより、図４に示すように、シート抵抗率のばらつきが小さいＡ領域の第１コモン配線と抵抗素子Ｃを長くして配線抵抗ＲＡを上げ、シート抵抗率のばらつきが大きい配線抵抗ＲＢを小さくして、配線抵抗Ｒ＝ＲＡ＋ＲＢの変動を抑える。
【００３８】
具体例について図５に基づいて説明する。
【００３９】
図５に示すように、コモン配線ＣＬ−１については、第１コモン配線の配線長ＬＡ１が最も長いため、抵抗素子Ｃ１を設けず、抵抗値を０Ωとする。このときの全体の配線抵抗をＲＡとする。そして、他のコモン配線ＣＬ−２〜ＣＬ−ｎの配線抵抗をこのＲＡに全て合わせる。
【００４０】
コモン配線ＣＬ−２については、第１コモン配線の配線長ＬＡ２が配線長ＬＡ１の次に長いため、抵抗素子Ｃ２は、コの字状の屈曲部を１箇所設けて抵抗値ＲＣ２で形成し、全体の配線抵抗をＲＡに調整する。すなわち、ＲＡ＝ＲＡ２＋ＲＣ２とする。なお、ＲＡ２は、コモン配線ＣＬ−２の第１コモン配線の配線抵抗値である。
【００４１】
コモン配線ＣＬ−ｋについては、第１コモン配線の配線長ＬＡｋが順番に短くなるので配線抵抗ＲＡｋが順番に小さくなっていく。そのため、ｋ番目のコモン配線ＣＬ−ｋにおける抵抗素子Ｃｋは、コの字状の屈曲部をそれぞれ対応した個数になるように設けて抵抗値ＲＣｋで形成し、配線抵抗をＲＡに調整する。すなわち、ＲＡ＝ＲＡｋ＋ＲＣｋとする。なお、ＲＡｋは、コモン配線ＣＬ−ｋの第１コモン配線の配線抵抗値である。但し、２＜ｋ＜ｎである。
【００４２】
コモン配線ＣＬ−ｎについては、第１コモン配線の配線長ＬＡｎが最も短いため、抵抗素子Ｃｎは、コの字状の屈曲部を多数設けて、抵抗値ＲＣｎが最も大きくなるように形成し、配線抵抗をＲＡに調整する。すなわち、ＲＡ＝ＲＡｎ＋ＲＣｎとする。なお、ＲＡｎは、コモン配線ＣＬ−ｎの第１コモン配線の配線抵抗値である。
【００４３】
これにより、１本目からｎ本目のコモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎの第１コモン配線の配線抵抗が全てＲＡとなる。なお、ＲＡ１＞ＲＡ２＞ＲＡｋ＞ＲＡｎであり、ＲＣ２＜ＲＣｋ＜ＲＣｎである。
【００４４】
また、各コモン配線ＣＬのＢ領域の第２コモン配線の配線抵抗ＲＢについては、配線幅ＷＢを配線幅ＷＡより広くすることにより、抵抗値ＲＢを小さくして、ｎ本の第２コモン配線の配線抵抗値を同じにする。例えば、配線幅ＷＢは、配線幅ＷＡの１．５倍とする。
【００４５】
これにより、１本目からｎ本目のコモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎの配線抵抗Ｒ（Ｒ＝ＲＡ＋ＲＢ）が同一になると共に、Ａ領域における第１コモン配線と抵抗素子Ｃの合計した配線抵抗ＲＡが、Ｂ領域の第１コモン配線における配線抵抗ＲＢよりも大きくなり、図４に示すように、配線抵抗の変動を小さくできる。例えば、コモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎのＡ領域の第１コモン配線と抵抗素子Ｃの合計の配線抵抗ＲＡを２００Ωに形成し、第２コモン配線の配線抵抗ＲＢを５０Ωに形成する。
【００４６】
抵抗素子Ｃの配線幅ＷＣと配線長ＬＣと配線の屈曲部の屈曲回数とは、コモン配線ＣＬ−１〜ＣＬ−ｎ毎に予め設計により決定しておく。通常、最も長いコモン配線ＣＬ−１の配線抵抗ＲＡ１に合わせて、他のコモン配線ＣＬと抵抗素子Ｃの抵抗値を決定する。
【００４７】
Ｂ領域の第２コモン配線の線幅ＷＢは、隣接する第２コモン配線との絶縁距離が保持できる距離を最低保った状態で、最も広い線幅を取れるように設計する。
【００４８】
（３）効果
本実施形態によって、コモン配線ＣＬのシート抵抗率のばらつきによる配線抵抗Ｒの変動を抑えることができ、表示領域１８にあるコモン電極ＣＯＭに一定のコモン電圧を供給でき、表示ムラなどの画質品位や接触機能を損なうことがない。
【００４９】
（４）変更例
上記実施形態では、Ａ領域のコモン配線は、金属配線Ｍ１と金属配線Ｍ２の積層構造であったが、これに限らず３層以上の金属配線の積層構造であってもよい。
【００５０】
上記実施形態のＦＦＳ方式の液晶表示装置１０に代えて、ＩＰＳ方式の液晶表示装置１０でもよい。
【００５１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると共に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５２】
１０・・・液晶表示装置、ＰＸ・・・画素、ＣＯＭ・・・コモン電極、ＣＬ・・・コモン配線、Ｃ・・・抵抗素子
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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