(57)【要約】【課題】表示品質の低下を抑制すると共に、タッチセンサの感度低下を抑制することのできる液晶表示装置を提供する。【解決手段】タッチセンサ用電極と、画素電極ＰＥとゲート線Ｇとソース線Ｓとスイッチング素子ＳＷとゲート線と同方向に延在する遮光層ＬＳとソース線と同方向に延在するように配置された複数のストライプ状の共通電極ＣＯＭＥとを備えたアレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴと、液晶層ＬＱとを有し、アレイ基板に備えられる共通電極は、表示用の電極として使用される他、タッチセンサ用電極として使用されて、タッチ動作では、複数の共通電極で構成される駆動単位電極Ｔｕ毎にタッチ駆動信号が入力され、遮光層は、駆動単位電極毎に分割されて、駆動単位電極の領域と対向する領域にわたって設けられる液晶表示装置である。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一方向に延伸する複数の電極を有するタッチセンサ用電極と、
マトリクス状に配置された画素電極と、前記画素電極が配列した行に沿って配置されたゲート線と、前記画素電極が配列した列に沿って配置されたソース線と、前記ゲート線と前記ソース線とが交差した位置近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の下層に配置されて前記ゲート線と同方向に延在する遮光層と、前記ソース線と同方向に延在するように配置された複数のストライプ状の共通電極と、を備えたアレイ基板と、
対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層とを有し、
前記アレイ基板に備えられる前記共通電極は、表示用の電極として使用される他、タッチセンサ用電極として使用されて、タッチ動作では、複数の前記共通電極で構成される駆動単位電極毎にタッチ駆動信号が入力され、
前記遮光層は、前記駆動単位電極毎に分割されて、前記駆動単位電極の領域と対向する領域にわたって設けられる液晶表示装置。
【請求項２】
分割された前記遮光層はそれぞれ、偶数の前記ソース線と交差し、
前記ソース線は、各フレームの所定の水平期間において正極性の信号が印加される第１ソース線と、負極性の信号が印加される第２ソース線とを備え、
前記分割された遮光層のそれぞれが交差する偶数の前記ソース線には、前記第１ソース線と前記第２ソース線とが同数含まれる請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
前記対向基板は複数種類の着色層を含むカラーフィルタを備え、分割された前記遮光層のそれぞれは、周期的に並ぶ複数種類の着色層の偶数周期の領域と対向する領域にわたって設けられる請求項２記載の液晶表示装置。
【請求項４】
前記遮光層の前記ソース線が延在する方向の幅は一定である請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項５】
前記スイッチング素子は、前記ソース線側に設けられる第１ＴＦＴと前記画素電極側に設けられる第２ＴＦＴとを有するダブルゲート構造であり、
前記遮光層の前記第１ＴＦＴと交差する部分の面積が前記第２ＴＦＴと交差する部分の面積よりも小さい請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【請求項６】
前記遮光層は、
前記第１ＴＦＴの下層において、前記第１ＴＦＴのチャネル領域と低濃度リンドープ領域とを覆うように設けられ、
前記第２ＴＦＴの下層において、前記第２ＴＦＴのチャネル領域を覆うように設けられる請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項７】
前記遮光層は、
前記第１ＴＦＴの下層において、前記第１ＴＦＴのチャネル領域と低濃度リンドープ領域とを覆うように設けられ、
前記第２ＴＦＴの下層において、前記第２ＴＦＴのチャネル領域の一部を覆うように設けられる請求項５に記載の液晶表示装置。
【請求項８】
隣接する前記ソース線には互いに異なる極性の信号が印加され、
それぞれの前記ソース線に印加される前記信号の極性はフレーム毎に反転する請求項１乃至７の内のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、テレビ受像機、カーナビゲーション装置等の車載用ディスプレイ、ノートパソコン、タブレット型ＰＣ、携帯電話、スマートフォンなどモバイル用端末等、様々な機器に搭載されている。
【０００３】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置は、マトリクス状に配置した画素を含むアクティブエリアを備えている。アクティブエリアには、画素が配列した行に沿って延びたゲート線と、列に沿って延びたソース線と、ソース線とゲート線とが交差した位置近傍に配置されたスイッチング素子とを備えている。そして、アクティブマトリクス型の液晶表示装置のスイッチング素子としてＬＰＴＳ（低温ポリシリコン）を使用したＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が広く用いられている。
【０００４】
ところで、ＬＰＴＳを使用したＴＦＴでは光リークにより画素電圧が変化してフリッカが発生するという問題がある。このため、ＬＰＴＳを使用したＴＦＴを備えた液晶表示装置では、遮光層を設けて例えばバックライト光を遮光するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２８８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
近年、液晶表示装置では更なる高精細化、高開口化が進められているため、個々の画素の保持容量は次第に小さくなってきている。このような動向に伴って、遮光層とソース線とが接近することで寄生容量が増加する傾向にある。その結果、電気的にフローテイングに設けられている遮光層の電位が、ソース線の電位によって変動することで、ＴＦＴの特性を変動させ、表示品質が低下するという問題がある。
【０００７】
一方、液晶表示装置にもともと備えられている表示用の共通電極をタッチセンサ用電極として兼用するインセルタイプのタッチ検出機能付きの液晶表示装置が提案されている。この液晶表示装置においても、遮光層の電位変動によるタッチセンサの感度低下を抑制することが求められる。
【０００８】
本発明は、表示品質の低下を抑制すると共に、タッチセンサの感度低下を抑制することのできる液晶表示装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
一実施形態に係る液晶表示装置は、一方向に延伸する複数の電極を有するタッチセンサ用電極と、マトリクス状に配置された画素電極と、前記画素電極が配列した行に沿って配置されたゲート線と、前記画素電極が配列した列に沿って配置されたソース線と、前記ゲート線と前記ソース線とが交差した位置近傍に配置されたスイッチング素子と、前記スイッチング素子の下層に配置されて前記ゲート線と同方向に延在する遮光層と、前記ソース線と同方向に延在するように配置された複数のストライプ状の共通電極と、を備えたアレイ基板と、対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に保持された液晶層とを有し、前記アレイ基板に備えられる前記共通電極は、表示用の電極として使用される他、前記タッチセンサ用電極として使用されて、タッチ動作では、複数の前記共通電極で構成される駆動単位電極毎にタッチ駆動信号が入力され、前記遮光層は、前記駆動単位電極毎に分割されて、前記駆動単位電極の領域と対向する領域にわたって設けられる液晶表示装置である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態の液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図。
【図２】第１の実施形態の液晶表示装置におけるセルフ検出方式の原理を説明するための図。
【図３】第１の実施形態の液晶表示装置におけるセルフ検出方式の原理を説明するための図。
【図４】第１の実施形態の液晶表示装置のミューチャル検出方式の代表的な基本構成を示す図。
【図５】第１の実施形態の液晶表示装置のセンサの概略の構成を示す図。
【図６】第１の実施形態の液晶表示装置のミューチャル検出方式の駆動方法を説明するための図。
【図７】第１の実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネルを対向基板側から見たときのアクティブエリアの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図。
【図８】第１の実施形態の液晶表示装置の遮光層が配置される位置を説明するための平面図。
【図９】第１の実施形態の液晶表示装置の図８に示したソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）をＡ−Ａ’線で切断したときの断面構造を概略的に示す図。
【図１０】第２の実施の形態の液晶表示装置の液晶表示パネルを対向基板側から見たときのアクティブエリアの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図。
【図１１】第３の実施の形態の液晶表示装置の液晶表示パネルを対向基板側から見たときのアクティブエリアの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図。
【図１２】第３の実施形態の液晶表示装置の遮光層が配置される位置を説明するための平面図。
【図１３】第３の実施形態の液晶表示装置の図１２に示した画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）をＢ−Ｂ’線で切断したときの断面構造を概略的に示す図。
【図１４】第３の実施形態のバリエーションの液晶表示装置の遮光層が配置される位置を説明するための平面図。
【図１５】第３の実施形態の他のバリエーションの液晶表示装置の遮光層が配置される位置を説明するための平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に、本発明の各実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。  
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。
【００１２】
[第１の実施の形態]  
図１は、第１の実施形態の液晶表示装置の一構成例を概略的に示す図である。
【００１３】
本実施形態の液晶表示装置は、アクティブマトリクスタイプの液晶表示パネルＬＰＮを備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、第１基板であるアレイ基板ＡＲと、アレイ基板ＡＲに対向して配置された第２基板である対向基板ＣＴと、これらのアレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。液晶表示パネルＬＰＮは、画像を表示するアクティブエリアＡＣＴを備えている。アクティブエリアＡＣＴは、ｍ×ｎ個のマトリクス状に配置された複数の画素ＰＸによって構成されている（但し、ｍ及びｎは正の整数である）。
【００１４】
液晶表示パネルＬＰＮは、アクティブエリアＡＣＴにおいて、ｎ本のゲート線Ｇ（Ｇ１〜Ｇｎ）、ｎ本の補助容量線Ｃ（Ｃ１〜Ｃｎ）、ｍ本のソース線Ｓ（Ｓ１〜Ｓｍ）などを備えている。ゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃは、例えば、第１方向Ｘに沿って略直線的に延出している。これらのゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃは、第１方向Ｘに交差する第２方向Ｙに沿って交互に並列配置されている。ここでは、第１方向Ｘと第２方向Ｙとは互いに略直交している。ソース線Ｓは、ゲート線Ｇ及び補助容量線Ｃと交差している。
【００１５】
ソース線Ｓは、第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。なお、ゲート線Ｇ、補助容量線Ｃ、及び、ソース線Ｓは、必ずしも直線的に延出していなくても良く、それらの一部が屈曲していてもよい。
【００１６】
各ゲート線Ｇは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ゲートドライバＧＤに接続されている。各ソース線Ｓは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、ソースドライバＳＤに接続されている。これらのゲートドライバＧＤ及びソースドライバＳＤの少なくとも一部は、例えば、アレイ基板ＡＲに形成され、コントローラを内蔵した駆動ＩＣチップ２と接続されている。
【００１７】
各画素ＰＸは、スイッチング素子ＳＷ、画素電極ＰＥ、共通電極ＣＯＭＥなどを備えている。なお、本実施の形態におけるスイッチング素子ＳＷは、リーク電流を低減するためダブルゲート構造（詳細は後述する）である。補助容量Ｃｃｓは、例えば補助容量線Ｃとスイッチング素子ＳＷのドレイン配線（半導体層）との間に形成される。補助容量線Ｃは、補助容量電圧が印加される電圧印加部（図示せず）と電気的に接続されている。
【００１８】
なお、本実施形態においては、液晶表示パネルＬＰＮは、画素電極ＰＥと共通電極ＣＯＭＥとがアレイ基板ＡＲに形成された構成であり、これらの画素電極ＰＥと共通電極ＣＯＭＥとの間に形成される電界を主に利用して液晶層ＬＱの液晶分子をスイッチングする。
【００１９】
スイッチング素子ＳＷは、例えば、ｎチャネル薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）によって構成されている。スイッチング素子ＳＷは、ゲート線Ｇ及びソース線Ｓと電気的に接続されている。スイッチング素子ＳＷは、トップゲート型あるいはボトムゲート型のいずれであっても良い。また、スイッチング素子ＳＷの半導体層は、例えば、ポリシリコンによって形成されているが、アモルファスシリコンによって形成されていても良い。
【００２０】
画素電極ＰＥは、各画素ＰＸに配置され、スイッチング素子ＳＷに電気的に接続されている。共通電極ＣＯＭＥは、液晶層ＬＱを介して複数の画素ＰＸの画素電極ＰＥに対して共通に配置されている。このような画素電極ＰＥ及び共通電極ＣＯＭＥは、例えば、インジウム・ティン・オキサイド（ＩＴＯ）やインジウム・ジンク・オキサイド（ＩＺＯ）などの光透過性を有する導電材料によって形成されているが、アルミニウムなどの他の金属材料によって形成されても良い。
【００２１】
アレイ基板ＡＲは、共通電極ＣＯＭＥに電圧を印加するための給電部（図示せず）を備えている。この給電部は、例えば、アクティブエリアＡＣＴの外側に形成されている。共通電極ＣＯＭＥは、アクティブエリアＡＣＴの外側に引き出され、図示しない導電部材を介して、給電部と電気的に接続されている。
【００２２】
本実施形態の液晶表示装置は、タッチ検出機能を備えている。本実施形態の液晶表示装置のタッチ位置を検出する方式であるセルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式、及びミューチャル（Ｍｕｔｕａｌ）検出方式について説明する。
【００２３】
＜セルフ（Ｓｅｌｆ）検出方式＞  
図２、図３は、本実施形態の液晶表示装置におけるセルフ検出方式の原理を説明するための図である。
【００２４】
図２は、タッチパネルに対してユーザの指が触れていない状態を示している。図２（１）は制御スイッチＳＷｃにより電源Ｖｄｄと検出電極ＤＥＴＥとが接続され、検出電極ＤＥＴＥがコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極ＤＥＴＥが有する容量Ｃｘ１が充電される。図２（２）は制御スイッチＳＷｃにより、電源Ｖｄｄと検出電極ＤＥＴＥとの接続がオフされ、検出電極ＤＥＴＥとコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷はコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００２５】
図３は、タッチパネルにユーザの指が触れている状態を示している。図３（１）は制御スイッチＳＷｃにより電源Ｖｄｄと検出電極ＤＥＴＥとが接続され、検出電極ＤＥＴＥがコンデンサＣｃｒに接続されていない状態を示している。この状態では、検出電極ＤＥＴＥが有する容量Ｃｘ１のみでなく、検出電極ＤＥＴＥに近接している利用者の指により生じる容量Ｃｘ２も充電される。図３（２）は制御スイッチＳＷｃにより、電源Ｖｄｄと検出電極ＤＥＴＥがオフされ、検出電極ＤＥＴＥとコンデンサＣｃｒとが接続された状態を示している。この状態では、容量Ｃｘ１の電荷と容量Ｃｘ２の電荷とがコンデンサＣｃｒを介して放電される。
【００２６】
ここで、図２（２）に示す放電時（指がパネルに対して非タッチ状態）における容量Ｃｃｒの電圧変化特性に対して、図３（２）に示す放電時（指がパネルに対してタッチ状態）における容量Ｃｃｒの電圧変化特性は、容量Ｃｘ２が存在するために、明らかに異なる。したがって、セルフ検出方式では、容量Ｃｃｒの電圧変化特性が、容量Ｃｘ２の有り無しにより、異なることを利用して、指などの操作入力の有無を判定している。
【００２７】
＜ミューチャル（Ｍｕｔｕａｌ）検出方式＞  
図４は、本実施形態の液晶表示装置のミューチャル検出方式の代表的な基本構成を示す図である。共通電極ＣＯＭＥと検出電極ＤＥＴＥとが利用される。共通電極ＣＯＭＥは、複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・を含む。この複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・が走査（駆動）方向（Ｙ方向またはＸ方向）に配列されている。
【００２８】
一方、検出電極ＤＥＴＥは、複数のストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ１，Ｄｅｔｅ２，Ｄｅｔｅ３，・・・・（ストライプ状共通電極よりも細い）を含む。この複数のストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ１，Ｄｅｔｅ２，Ｄｅｔｅ３，・・・・は、ストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・と直交する方向（Ｘ方向またはＹ方向）に配列されている。
【００２９】
共通電極ＣＯＭＥと検出電極ＤＥＴＥは、上下方向に間隔を置いて配置される。このために、複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・と、複数のストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ１，Ｄｅｔｅ２，Ｄｅｔｅ３，・・・・との間には、基本的に容量Ｃｃが存在する。
【００３０】
複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・は所定の周期で駆動パルスＴｘにより走査される。今、ユーザの指がストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ２に近接して存在するものとする。すると、ストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ２に駆動パルスＴｘが供給されたときに、ストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ２からは、他のストライプ状検出電極から得られるパルスよりもレベルの低いパルスが得られる。
【００３１】
指で表される容量Ｃｘは、ユーザの指が検出電極ＤＥＴＥに近い場合と、遠い場合とで異なる。このために検出パルスＲｘのレベルもユーザの指が検出電極ＤＥＴＥに近い場合と、遠い場合とで異なる。よって、タッチパネルの平面に対する指の近接度を検出パルスＲｘのレベルで判断することができる。勿論、駆動パルスＴｘによる電極駆動タイミングと、検出パルスＲｘの出力タイミングにより、タッチパネルの平面上の指の２次元上の位置を検出することができる。
【００３２】
図５は、本実施形態の液晶表示装置のセンサの概略の構成を示す図である。図５（１）は液晶表示装置の断面図を示し、図５（２）はセンサの構成を示す平面図を示している。
【００３３】
図５（１）に示すように、液晶表示装置は、アレイ基板ＡＲと、対向基板ＣＴと、アレイ基板ＡＲと対向基板ＣＴとの間に保持された液晶層ＬＱと、を備えている。  
なお、以下では説明の簡略のために、上述のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ１，Ｃｏｍｅ２，Ｃｏｍｅ３・・・・を共通電極ＣＯＭＥと表す。また、ストライプ状検出電極Ｄｅｔｅ１，Ｄｅｔｅ２，Ｄｅｔｅ３，・・・・を検出電極ＤＥＴＥと表す。
【００３４】
アレイ基板ＡＲは、ＴＦＴ基板１０と、共通電極ＣＯＭＥと、を備えている。ＴＦＴ基板１０は、ガラス等の透明絶縁基板と、図示しないスイッチング素子と、ソース線Ｓやゲート線Ｇ等の各種配線と、これらを覆う絶縁膜である平坦化層と、を備えている。共通電極ＣＯＭＥは、ＴＦＴ基板１０上に配置され絶縁層に覆われている。共通電極ＣＯＭＥは、センサ用駆動電極としても用いられる。そして、本実施の形態では、共通電極ＣＯＭＥはソース線Ｓが延在する方向と同じ方向に延在している。
【００３５】
対向基板ＣＴは、ガラス等の透明絶縁基板１５と、カラーフィルタＣＦと、検知電極ＤＥＴＥと、偏光板ＰＬと、を備えている。カラーフィルタＣＦは、透明絶縁基板１５上に配置されている。カラーフィルタＣＦは、オーバーコート層ＯＣに覆われている。検知電極ＤＥＴＥは、透明絶縁基板１５の外側（カラーフィルタＣＦと反対側）の主面に配置されている。検知電極ＤＥＴＥは、共通電極ＣＯＭＥが延びた方向（第１方向）と略直交する方向（第２方向）に延びるとともに、第１方向に複数並んだストライプ状に配置されている。検知電極ＤＥＴＥは、例えばＩＴＯやＩＺＯ等の透明電極材料によって形成されている。偏光板ＰＬは、検知電極ＤＥＴＥ上（透明絶縁基板１５のカラーフィルタＣＦと反対側）に配置されている。
【００３６】
図５（２）は、上述の共通電極ＣＯＭＥと検知電極ＤＥＴＥとの一構成例を説明するための図である。本実施の形態の液晶表示装置では、タッチドライバＴＰＩＣとディスプレイドライバＤＤＩとが協働することにより、共通電極ＣＯＭＥには駆動パルスＴｘが入力され、検知電極ＤＥＴＥから検出パルスＲｘが得られる。ディスプレイドライバＤＤＩは駆動パルスＴｘを出力し、タッチドライバＴＰＩＣは、駆動パルスＴｘを入力した共通電極ＣＯＭＥの位置と、検出パルスＲｘの波形とから指の接触位置を把握する。ここで、タッチ位置の算出は、不図示の外部装置が行うように構成することができる。
【００３７】
図６は、本実施形態の液晶表示装置のミューチャル検出方式の駆動方法を説明するための図である。
【００３８】
図６（１）には、共通電極ＣＯＭＥの駆動単位電極Ｔｕを示している。駆動単位電極Ｔｕ１、・・・ＴｕＮはそれぞれ連続する複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅで構成されている。上述のように、映像表示に使用される共通電極ＣＯＭＥがタッチ位置検知用の駆動電極としても共用されているため、映像表示動作とタッチ位置検知動作とをタイムシェアリングにより駆動する。
【００３９】
図６（２）に示す駆動方式では、１フレーム期間を複数のユニットで構成する。１ユニット内は、映像を表示する期間とタッチ位置を検出する期間とに分割される。分割された映像表示期間と分割されたタッチ位置検出期間とが交互に繰り返されて１フレーム期間が構成される。即ち、ＲＧＢの３色を選択する信号（ＳＥＬＲ／Ｇ／Ｂ）に対応して色毎の映像信号（ＳＩＧｎ）を出力する動作を複数の映像表示行について実行した後、駆動単位電極Ｔｕ（複数のストライプ状共通電極Ｃｏｍｅ）に駆動パルスＴｘを入力するミューチャル検出動作を実行する。そして、分割された複数の映像表示行と複数の駆動単位電極Ｔｕ（Ｔｕ１、・・・、ＴｕＮ）について上述の動作を順次繰り返して実行する。
【００４０】
図７は、第１の実施形態の液晶表示装置の液晶表示パネルＬＰＮを対向基板側から見たときのアクティブエリアＡＣＴの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図である。
【００４１】
図示した画素ＰＸは、第１方向Ｘに沿った長さが第２方向Ｙに沿った長さよりも短い長方形状である。それぞれの画素ＰＸは、スリット状の画素電極ＰＥとコンタクト電極Ｅ１を備えている。第１方向Ｘに配列するそれぞれの画素ＰＸ間に、ソース線Ｓが第２方向Ｙに沿って略直線的に延出している。
【００４２】
ここで、スイッチング素子ＳＷとして使用される薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）では、例えばバックライト光などの光が照射されることによってリーク電流が発生する。この現象は光リークと呼ばれ、特に後述する低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）を用いたＴＦＴでは常温においても発生する。そのため、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に光が照射されないように遮光層ＬＳが設けられている。
【００４３】
遮光層ＬＳは、平面図では、第１方向Ｘに沿って、アクティブエリアＡＣＴの駆動単位電極Ｔｕ毎に設けられ、一つの駆動単位電極Ｔｕ内では当該駆動単位電極Ｔｕの一方の端部から他方の端部に渡って配置されている。即ち、第１方向Ｘに隣接する２つの駆動単位電極Ｔｕの境界領域（駆動単位電極間スリット）によって、遮光層ＬＳは分割されている。
【００４４】
ところで、本実施の形態の液晶表示装置では、表示品位の良好な液晶表示装置を提供することを目的として、カラム反転駆動を採用している。カラム反転駆動では、ソース線に印加する時間的な正負極性を１列（カラム）毎に逆にして分布させることにより、正負での輝度応答の差を巨視的に相殺して、フリッカが視認されないようにすることができる。そして、本実施の形態の液晶表示装置では、平面図では、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる正極性のソース線Ｓの数と負極性のソース線Ｓの数とは同数に設けられている。
【００４５】
図８は、第１の実施形態の液晶表示装置の遮光層ＬＳが配置される位置を説明するための平面図である。図８には、図７に示す遮光層ＬＳとスイッチング素子ＳＷとが交差する部分を拡大して示している。
【００４６】
本実施の形態では、スイッチング素子ＳＷは、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ：Thin Film Transistor）で構成されている。上述のように、スイッチング素子ＳＷは、ダブルゲート構造を備えている。従って、スイッチング素子ＳＷは、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）と画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）との２つのＴＦＴを備えている。なお、これらのＴＦＴは低温ポリシリコン（ＬＴＰＳ）で構成されている。
【００４７】
ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）のソース端子（不図示）はソース線Ｓとコンタクトホール（不図示）を介して接続し、ドレイン端子（不図示）は、中間ノード（後述するＴＦＴの高濃度リンドープ領域ＨＤＤ）を介して画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）のソース端子（不図示）と接続している。画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）のドレイン端子（不図示）は、コンタクトホールＣＨ１を介してコンタクト電極Ｅ１と接続している。そして、コンタクト電極Ｅ１は画素電極ＰＥ（不図示）と接続している。
【００４８】
遮光層ＬＳは、ゲート線Ｇの下層にあって、ゲート線Ｇと重なるように第１方向Ｘに沿って略平行して延出している。
【００４９】
図９は、第１の実施形態の液晶表示装置の図８に示したソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）をＡ−Ａ’線で切断したときの断面構造を概略的に示す図である。
【００５０】
遮光層ＬＳは、透明絶縁基板ＳＢ上に配置され、絶縁膜ＵＣによって覆われている。絶縁膜ＵＣ上には低温ポリシリコンＬＴＰＳが設けられ、低温ポリシリコンＬＴＰＳ上部には、ゲート線Ｇがソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）のゲート電極（第１ゲート電極）として配置されている。ゲート電極（第１ゲート電極）は第１層間絶縁膜Ｌ１で覆われている。第１層間絶縁膜Ｌ１上には、ソース線Ｓが配置され、第２層間絶縁膜Ｌ２で覆われている。そして、ソース線Ｓは、コンタクトホールを介して低温ポリシリコンＬＴＰＳに接続している。
【００５１】
低温ポリシリコンＬＴＰＳでは、第１ゲート電極と重なる領域にチャネル領域が形成され、チャネル領域の両側に低濃度リンドープ領域ＬＤＤ１、ＬＤＤ２が形成されている。低濃度リンドープ領域ＬＤＤ１、ＬＤＤ２の両側には高濃度リンドープ領域ＨＤＤが形成されている。図の右側に形成された高濃度リンドープ領域ＨＤＤが、中間ノードを介して画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）と接続している。
【００５２】
ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）では、遮光層ＬＳは、チャネル領域を覆うが、低濃度リンドープ領域ＬＤＤ１、ＬＤＤ２を覆わないように設けられている。即ち、遮光層ＬＳは、チャネル領域を遮光するが、低濃度リンドープ領域ＬＤＤ１、ＬＤＤ２は遮光しないように設けられている。
【００５３】
続いて、上述の実施の形態の液晶表示装置が奏する効果について説明する。
【００５４】
近年、液晶表示装置では更なる高精細化、高開口化が進められているため、個々の画素の保持容量は次第に小さくなってきている。このような動向に伴って、遮光層ＬＳとソース線Ｓとが接近することで寄生容量が増加する傾向にある。その結果、電気的にフローテイングに設けられている遮光層ＬＳの電位が、ソース線Ｓの電位によって変動することで、画素側ＴＦＴの特性を変動させ、表示品質を低下させる。
【００５５】
上述のように、本実施の形態の液晶表示装置では、平面図では、遮光層ＬＳは駆動単位電極Ｔｕ毎に分割して設けられ、さらに一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる正極性のソース線Ｓの数と負極性のソース線Ｓの数とは同数に設けられている。従って、ソース線Ｓの電位変動の影響を低減して遮光層ＬＳの電位変動を低減することで表示品質の低下を抑制することができる。またこの結果、遮光層ＬＳの電位が寄生容量を介してタッチ検出センサの感度を低下させることを抑制することができる。
【００５６】
[第２の実施の形態]  
第２の実施の形態では、平面図では、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれるソース線Ｓの組み合わせが第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
【００５７】
図１０は、第２の実施の形態の液晶表示装置の液晶表示パネルＬＰＮを対向基板側から見たときのアクティブエリアＡＣＴの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図である。
【００５８】
第２の実施の形態では、平面図では、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる正極性のソース線Ｓの数と負極性のソース線Ｓの数とは同数に設けられている。更に、カラー表示タイプの液晶表示装置では、カラーフィルタＣＦの赤色着色層、緑色着色層、および青色着色層が、第１方向Ｘに周期的に並んでいる場合、遮光層ＬＳは、第１方向Ｘに並んだ少なくとも６つの着色層にわたって配置される。一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる遮光層ＬＳは、周期的に並ぶ複数種類の着色層の偶数周期の領域と対向する領域にわたって配置される。
【００５９】
従って、平面図では、遮光層ＬＳは駆動単位電極Ｔｕ毎に分割して設けられ、さらに一つの駆動単位電極Ｔｕ内には同色でかつ逆極性の一対のソース線Ｓが含まれるため、ソース線Ｓの電位変動の影響を低減して遮光層ＬＳの電位変動を低減することで表示品質の低下を抑制することができる。またこの結果、遮光層ＬＳの電位が寄生容量を介してタッチ検出センサの感度を低下させることを抑制することができる。
【００６０】
[第３の実施の形態]  
第３の実施の形態では、平面図では、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる遮光層ＬＳの形状が第１の実施の形態と異なっている。第１の実施の形態と同一の部位には同一の符号を付してその詳細の説明は省略する。
【００６１】
図１１は、第３の実施の形態の液晶表示装置の液晶表示パネルＬＰＮを対向基板側から見たときのアクティブエリアＡＣＴの一部を示すＸ−Ｙ平面における平面図である。
【００６２】
図１１に示すように、第３の実施の形態においても図７に示す第１の実施の形態と同様に、平面図では、遮光層ＬＳは、第１方向Ｘに沿って、アクティブエリアＡＣＴの駆動単位電極Ｔｕ毎に設けられ、一つの駆動単位電極Ｔｕ内では当該駆動単位電極Ｔｕの一方の端部から他方の端部に渡って配置されている。即ち、第１方向Ｘに隣接する２つの駆動単位電極Ｔｕの境界領域（駆動単位電極間スリット）によって、遮光層ＬＳは分割されている。そして、第３の実施の形態では、遮光層ＬＳがコンタクト電極Ｅ１と交差する部位における遮光層ＬＳの第２方向Ｙの幅は、他の部位における遮光層ＬＳの第２方向Ｙの幅よりも広くしている。
【００６３】
図１２は、第３の実施形態の液晶表示装置の遮光層ＬＳが配置される位置を説明するための平面図である。図１２には、図１１に示す遮光層ＬＳとスイッチング素子ＳＷとが交差する部分を拡大して示している。
【００６４】
図１２に示すように、遮光層ＬＳは、画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）と交差する部分の面積が、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）と交差する部分の面積よりも大きい形状である。第３の実施の形態では、このような形状の遮光層ＬＳを設けることによって低周波駆動におけるフリッカの低減を実現している。
【００６５】
図１３は、第３の実施形態の液晶表示装置の図１２に示した画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）をＢ−Ｂ’線で切断したときの断面構造を概略的に示す図である。
【００６６】
遮光層ＬＳは、透明絶縁基板ＳＢ上に配置され、絶縁膜ＵＣによって覆われている。絶縁膜ＵＣ上には低温ポリシリコンＬＴＰＳが設けられ、低温ポリシリコンＬＴＰＳ上部には、ゲート線Ｇが画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）のゲート電極（第２ゲート電極）として配置されている。ゲート電極（第２ゲート電極）は第１層間絶縁膜Ｌ１で覆われている。第１層間絶縁膜Ｌ１上には、コンタクト電極Ｅ１が配置され、第２層間絶縁膜Ｌ２で覆われている。第２層間絶縁膜Ｌ２上には、画素電極ＰＥが配置されている。そして、画素電極ＰＥはコンタクトホールＣＨ１を介してコンタクト電極Ｅ１に接続し、コンタクト電極Ｅ１は、コンタクトホールを介して低温ポリシリコンＬＴＰＳに接続している。
【００６７】
低温ポリシリコンＬＴＰＳでは、第２ゲート電極と重なる領域にチャネル領域が形成され、チャネル領域の両側に低濃度リンドープ領域ＬＤＤ３、ＬＤＤ４が形成されている。低濃度リンドープ領域ＬＤＤ３、ＬＤＤ４の両側には高濃度リンドープ領域ＨＤＤが形成されている。図の左側に形成された高濃度リンドープ領域ＨＤＤが、中間ノードを介してソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）と接続している。
【００６８】
画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）では、遮光層ＬＳは、チャネル領域と低濃度リンドープ領域ＬＤＤ３、ＬＤＤ４とを覆うように設けられている。即ち、遮光層ＬＳは、チャネル領域と低濃度リンドープ領域ＬＤＤ３、ＬＤＤ４とを遮光するように設けられている。
【００６９】
なお、図１２に示したソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）をＡ−Ａ’線で切断したときの断面構造は、図９で示す第１の実施形態の液晶表示装置の断面構造と同様である。出願人は、本願とは別の出願（特願２０１６−１１５４０）の願書に添付した明細書において、第３の実施の形態に示す形状の遮光層ＬＳを設けることによって低周波駆動におけるフリッカの低減を実現できる理由を記載している。
【００７０】
なお、第３の実施の形態の液晶表示装置では、第１の実施の形態と同様に、平面図では、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる正極性のソース線Ｓの数と負極性のソース線Ｓの数とは同数に設けられている。更に、第２の実施の形態と同様に、一つの駆動単位電極Ｔｕ内に含まれる遮光層ＬＳは、周期的に並ぶ複数種類の着色層の偶数周期の領域と対向する領域にわたって配置されても良い。
【００７１】
従って、第３の実施の形態の液晶表示装置によれば、ソース線Ｓの電位変動の影響を低減して遮光層ＬＳの電位変動を低減することができる。また、遮光層ＬＳを駆動単位電極Ｔｕ毎に分割して設けることによって、遮光層ＬＳの電位が寄生容量を介してタッチ検出センサの感度を低下させることを抑制することができる。更に、低周波駆動におけるフリッカの低減を実現することができる。
【００７２】
なお、第３の実施の形態の遮光層ＬＳの形状は、図１２に示す態様に限られず、以下に述べる種々のバリエーションの形状をとることができる。
【００７３】
図１４は、第３の実施形態のバリエーションの液晶表示装置の遮光層ＬＳが配置される位置を説明するための平面図である。図１４には、遮光層ＬＳとスイッチング素子ＳＷとが交差する部分を拡大して示している。
【００７４】
画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）と交差する部分の遮光層ＬＳの面積及び配置は、第３の実施の形態と同様であるが、その交差する部分以外の遮光層ＬＳの部分はゲート線Ｇよりも画素電極ＰＥに近づく方向（図の上方）に移動している。そしてバリエーションの形態では、遮光層ＬＳは、画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）のチャネル領域と低濃度リンドープ領域とを覆うように設けられ、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）のチャネル領域の一部を覆うように設けられている。
【００７５】
図１５は、第３の実施形態の他のバリエーションの液晶表示装置の遮光層ＬＳが配置される位置を説明するための平面図である。図１５には、遮光層ＬＳとスイッチング素子ＳＷとが交差する部分を拡大して示している。
【００７６】
画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）と交差する部分の遮光層ＬＳの面積及び配置は、第３の実施の形態と同様であるが、その交差する部分以外の遮光層ＬＳの部分はゲート線Ｇよりも画素電極ＰＥに近づく方向（図の上方）に移動している。また、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）と交差する部分の遮光層ＬＳの幅は、第３の実施の形態よりも狭くしている。そして他のバリエーションの形態では、遮光層ＬＳは、画素側ＴＦＴ（第２ＴＦＴ）のチャネル領域と低濃度リンドープ領域とを覆うように設けられ、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）のチャネル領域の一部を覆うように設けられている。
【００７７】
これらバリエーションの形態においても、本願とは別の出願（特願２０１６−１１５４０）の願書に添付した明細書において記載したように、低周波駆動におけるフリッカの低減を実現することができ、第３の実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００７８】
なお、上述のバリエーションでは、遮光層ＬＳをゲート線Ｇよりも画素電極ＰＥに近づく方向（図の上方）に移動したが、遮光層ＬＳを移動させず、第３の実施の形態と同様に、遮光層ＬＳをゲート線Ｇと重なるように配置して、ソース線側ＴＦＴ（第１ＴＦＴ）と交差する部分の遮光層ＬＳの幅を、第１の実施の形態よりも狭くしても良い。
【００７９】
なお、本発明は、実施の形態に記載のパネル構造に限定されない。  
実施の形態では、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モード、ＦＦＳ（Ｆｒｉｎｇｅ−Ｆｉｅｌｄ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）モードなどの横電界方式の液晶を使用したパネルを例としたが、この形態に限定されずＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）モード、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｅｄ  Ｂｅｎｄ）モードなどの縦電界方式の液晶を使用したパネルについても適用することができる。
【００８０】
本発明の実施の形態として上述した表示装置を基にして、当業者が適宜設計変更して実施し得る全ての表示装置も、本発明の要旨を包含する限り、本発明の範囲に属する。
【００８１】
本発明の思想の範疇において、当業者であれば、各種の変更例及び修正例に想到し得るものであり、それら変更例及び修正例についても本発明の範囲に属するものと了解される。例えば、上述の各実施形態に対して、当業者が適宜、構成要素の追加、削除もしくは設計変更を行ったもの、又は、工程の追加、省略若しくは条件変更を行ったものも、本発明の要旨を備えている限り、本発明の範囲に含まれる。
【００８２】
また、本実施形態において述べた態様によりもたらされる他の作用効果について本明細書記載から明らかなもの、又は当業者において適宜想到し得るものについては、当然に本発明によりもたらされるものと解される。
【００８３】
上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
【符号の説明】
【００８４】
ＬＰＮ…液晶表示パネル、ＡＲ…アレイ基板、ＣＴ…対向基板、ＡＣＴ…アクティブエリア、ＰＸ…画素、Ｇ…ゲート線、Ｓ…ソース線、ＳＷ…スイッチング素子、ＰＥ…画素電極、ＣＯＭＥ…共通電極、ＤＥＴＥ…検出電極、Ｃｏｍｅ…ストライプ状共通電極、Ｄｅｔｅ…ストライプ状検出電極、Ｔｘ…駆動パルス、Ｒｘ…検出パルス、ＣＦ…カラーフィルタ、Ｔｕ…駆動単位電極、ＬＳ…遮光層、ＬＴＰＳ…低温ポリシリコン、ＨＤＤ…高濃度リンドープ領域、ＬＤＤ…低濃度リンドープ領域。
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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