JP2014074734A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光漏れを防止することができる液晶表示装置を提供する。
【解決手段】液晶表示装置は、アレイ基板ＡＳ、対向基板ＯＳ及び液晶層ＬＣを備える。アレイ基板ＡＳは、第１遮光層２と、第１絶縁膜と、半導体層と、第２絶縁膜と、接続電極９と、信号線Ｓと、カラーフィルタ４０と、共通電極と、検知電極１３と、第２遮光層１１と、第３絶縁膜１４と、画素電極ＥＰと、を備える。
【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、液晶表示装置に関する。

一般に、ＰＤＡ（パーソナル・デジタル・アシスタント）及びタブレットＰＣ（パーソナルコンピュータ）のような電子機器は、表示装置として液晶表示装置を備えている。なかでも、広視野角及び低消費電力などに優れたＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式の液晶表示装置が広く利用されている。

また、液晶表示装置は、ペン等を用いて表示画面から直接データを入力可能に構成されている。上記液晶表示装置は、画像を表示する表示領域内に静電容量の変化を検出するセンサ回路を備えている。このため、液晶表示装置は、センサ回路の静電容量の変化を取り出すことで、入力手段にて接触される個所の位置情報を抽出することができる。

特開２００４−１５１５４６号公報

ところで、上記液晶表示装置において、光漏れが生じる恐れがある。このため、光漏れを防止することのできる液晶表示装置が求められている。
この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、光漏れを防止することができる液晶表示装置を提供することにある。

一実施形態に係る液晶表示装置は、
アレイ基板と、
対向基板と、
前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
前記アレイ基板は、
第１遮光層と、
前記第１遮光層上に設けられた第１絶縁膜と、
前記第１絶縁膜上に設けられソース領域、ドレイン領域及び前記第１遮光層に対向したチャネル領域を有した半導体層と、
前記第１絶縁膜及び半導体層上に設けられた第２絶縁膜と、
前記第２絶縁膜上に設けられ前記第１遮光層に対向し前記第１方向に直交する第２方向に延出し前記ソース領域に電気的に接続された信号線と、
前記第２絶縁膜及び信号線上に設けられたカラーフィルタと、
前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極と、
前記カラーフィルタ又は第２絶縁膜上に設けられ前記第１方向に前記第１遮光層と並べられ前記第１遮光層とともに前記第１方向に延出した帯状の遮光パターンを形成する第２遮光層と、
前記カラーフィルタ、共通電極及び第２遮光層上に設けられた第３絶縁膜と、
前記第３絶縁膜上に設けられ前記共通電極に対向し前記ドレイン領域に電気的に接続され前記共通電極との間に形成される電界を前記液晶層に印加する画素電極と、を備える。

図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置を示す概略斜視図である。 図２は、図１に示した液晶表示装置を示す概略構成図であり、アレイ基板を示す平面図である。 図３は、上記液晶表示装置の液晶表示パネルの画素を示す等価回路図である。 図４は、上記第１の実施形態に係る液晶表示パネルの周縁部を示す概略断面図である。 図５は、上記第１の実施形態に係る液晶表示パネルの表示領域の一部を示す概略断面図である。 図６は、上記液晶表示パネルの一画素の構造例を概略的に示す平面図である。 図７は、図６に示した信号線、第１遮光層、第２遮光層及び第３遮光層を取り出して示した図である。 図８は、図７の線ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩに沿った上記液晶表示パネルを示す断面図である。 図９は、図７の線ＩＸ−ＩＸに沿った上記液晶表示パネルを示す断面図である。 図１０は、図７の線Ｘ−Ｘに沿った上記液晶表示パネルを示す断面図である。 図１１は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの信号線及び第１遮光層を示す図である。 図１２は、第３の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの周縁部を示す概略断面図である。 図１３は、上記第３の実施形態に係る液晶表示パネルの表示領域の一部を示す概略断面図である。 図１４は、上記第３の実施形態に係る液晶表示パネルの信号線及び遮光層を示す図である。 図１５は、第４の実施形態に係る液晶表示装置の液晶表示パネルの周縁部を示す概略断面図である。 図１６は、上記第４の実施形態に係る液晶表示パネルの表示領域の一部を示す概略断面図である。

以下、図面を参照しながら第１の実施形態に係る液晶表示装置について詳細に説明する。
図１に示すように、液晶表示装置は、画像を表示する液晶表示パネルＰと、液晶表示パネルＰに設けられたセンサモジュールＭと、バックライトユニットＢとを備えている。

図１、図２、図４及び図５に示すように、液晶表示パネルＰは、アレイ基板ＡＳと、対向基板ＯＳと、液晶層ＬＣとを備えている。アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳは、それぞれ矩形状に形成されている。アレイ基板ＡＳは、対向基板ＯＳよりも大きな寸法に形成されている。アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳは、各々の３辺がほぼ重なるように配置されている。

図示しないが、アレイ基板ＡＳの残る一辺において、アレイ基板ＡＳは対向基板ＯＳよりも外側へ延出している。アレイ基板ＡＳの延出部及び基板５０は、ＦＰＣ（flexible printed circuit）５２で接続されている。液晶表示パネルＰは、アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳに重なった矩形状の表示領域（アクティブエリア）Ｒ１を有している。なお、後述する入力領域Ｒ２は表示領域Ｒ１に重なっている。

表示領域Ｒ１の外側において、アレイ基板ＡＳ側（後述するガラス基板１上）には、ＸドライバＸＤ及びＹドライバＹＤ１、ＹＤ２が形成されている。基板５０上に形成（搭載）されたＩＣ５１（センサ用ＬＳＩ）は、ＦＰＣ５２を介してＸドライバＸＤ及びＹドライバＹＤ１、ＹＤ２に電気的に接続されている。ＩＣ５１は、少なくともセンサの出力をデジタル信号に変換する等処理を行う。なお、ＸドライバＸＤ及びＹドライバＹＤ１、ＹＤ２には、図示しない他のＦＰＣを介して画像表示用のデータが与えられる。

アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳは、複数本の柱状スペーサ１６により所定の間隙を保持して対向配置されている。アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳは、表示領域Ｒ１の周縁部である両基板の周縁部に配置された矩形枠状のシール材３１により互いに接合されている。

液晶層ＬＣは、アレイ基板ＡＳ及び対向基板ＯＳ間に挟持され、シール材３１で囲まれている。シール材３１の一部に形成された液晶注入口３２は、封止材３３により封止されている。この実施形態において、液晶表示パネルＰは、対向基板ＯＳ側に表示面Ｓｃを有している。また、表示面Ｓｃは入力面としても機能している。このため、液晶表示パネルＰは、リアアレイ構造と呼ばれる構造を採っており、対向基板ＯＳはアレイ基板ＡＳよりユーザ側に配置されている。

バックライトユニットＢは、アレイ基板ＡＳに対向配置されている。バックライトユニットＢは、アレイ基板ＡＳに対向配置された導光板と、導光板の一側縁に対向配置された光源及び反射板とを備えている。バックライトユニットＢは、アレイ基板ＡＳに向けて光を放出する。

液晶表示パネルＰは、入射されるバックライトを透過させるかどうかを制御する。液晶表示パネルＰは、対向基板ＯＳの外面側に光を透過させることにより、表示領域Ｒ１に画像を表示する。

図１乃至図５に示すように、アレイ基板ＡＳは、複数の画素ＰＸを有している。複数の画素ＰＸは、互いに直交する行方向（第１方向）Ｘ及び列方向（第２方向）Ｙに沿ってマトリクス状に設けられている。複数の画素ＰＸは、表示領域Ｒ１に重なっている。

画素ＰＸは、複数色の何れかを表示する。この実施形態において、画素ＰＸは、赤色、緑色及び青色の何れかを表示する。この実施形態において、赤色の画素ＰＸ、緑色の画素ＰＸ及び青色の画素ＰＸは、行方向Ｘに繰返し並べられている。赤色の画素ＰＸは後述する赤色の着色層を有し、緑色の画素ＰＸは後述する緑色の着色層を有し、青色の画素ＰＸは後述する青色の着色層を有している。

アレイ基板ＡＳは、複数の信号線Ｓと、複数の走査線Ｇとを有している。信号線Ｓは、列方向Ｙに延在し、行方向Ｘに間隔を置いて並んでいる。信号線Ｓは、ＸドライバＸＤに接続されている。水平走査期間中や垂直走査期間中、複数の信号線Ｓには、ＸドライバＸＤを介して映像信号が与えられる。走査線Ｇは、行方向Ｘに延在し、列方向Ｙに間隔を置いて並んでいる。走査線Ｇは、ＹドライバＹＤ１及びＹドライバＹＤ２の少なくとも一方に接続されている。

複数の画素ＰＸは、複数の信号線Ｓ及び複数の走査線Ｇの交差部近傍に設けられている。画素ＰＸは、信号線Ｓ及び走査線Ｇに接続されている。画素ＰＸは、スイッチング素子ＧＳＷと、画素電極ＥＰとを有している。

スイッチング素子ＧＳＷは、走査線Ｇ及び信号線Ｓに電気的に接続され、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）で形成されている。画素電極ＥＰは、スイッチング素子ＧＳＷに電気的に接続されている。なお、画素電極ＥＰは共通電極ＥＴとの間に容量を形成する。

センサモジュールＭは、複数のセンサ回路を有している。センサ回路は、それぞれ隣合う複数の画素ＰＸが設けられた領域（画素群）内に１つの割合で配置されている。センサ回路は、例えば信号線Ｓに接続されている。

センサ回路は、検知電極１３等を有している。検知電極１３は、表示面（入力面）Ｓｃを介した入力動作に応じて静電容量結合の強弱が生じるものである。ここで、入力手段としては指や導体を挙げることができる。入力動作としては、対向基板ＯＳ側の表示面（入力面）Ｓｃに入力手段を接触させる動作を挙げることができる。

ここで、検知電極１３の動作を簡単に説明する。まず、検知電極ＤＥの電位を初期化するため、ＩＣ５１はプリチャージ線（プリチャージ線として機能する信号線Ｓ）等を介して検知電極１３にプリチャージ電圧を与える。検知電極ＤＥに電気的に接続された出力線（出力線として機能する信号線Ｓ）の電位は、入力手段及び検知電極１３間の結合容量の有無や強弱に基づいた検知電極１３の静電容量変動に応じて変動することになる。すなわち、ＩＣ５１は、出力線の電位の変動を取得することにより、入力手段にて接触される個所の位置情報を抽出することができる。なお、センサモジュールＭを用いた位置情報の抽出は、映像信号の書込みをしていない水平ブランキング期間中や垂直ブランキング期間中等に行われる。

次に、上記液晶表示パネルＰの積層構造について説明する。
図４乃至図１０に示すように、アレイ基板ＡＳは、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板１を有している。ガラス基板１上に第１遮光層２が設けられている。なお、ガラス基板１上にアンダーコート絶縁膜が設けられ、アンダーコート絶縁膜上に第１遮光層２が設けられていてもよい。この実施形態において、第１遮光層２は金属で矩形状に形成されている。

ガラス基板１及び第１遮光層２上に第１絶縁膜４が設けられている。第１絶縁膜４上には半導体層５を有したスイッチング素子ＧＳＷが形成されている。第１絶縁膜４及びスイッチング素子ＧＳＷ上に第２絶縁膜が設けられている。第２絶縁膜は、ゲート絶縁膜６及び層間絶縁膜８を有している。

詳しくは、第１絶縁膜４上に半導体層５が設けられている。少なくとも半導体層５のチャネル領域は第１遮光層２に対向している。第１遮光層２は半導体層５へのバックライトの照射を防止することができるため、半導体層５に生じるリーク電流を低減することができる。第１絶縁膜４及び半導体層５上にゲート絶縁膜６が設けられている。

ゲート絶縁膜６上には、ゲート電極７を有した走査線Ｇが設けられている。ゲート電極７及び走査線Ｇは、導電材料として例えばＭｏＷ（モリブデン・タングステン）で形成されている。この実施形態において、スイッチング素子ＧＳＷはダブルゲート型のＴＦＴで形成されている。

ゲート絶縁膜６、ゲート電極７及び走査線Ｇ上に層間絶縁膜８が形成されている。層間絶縁膜８は、例えば有機絶縁膜で形成されている。第１絶縁膜４、半導体層５、ゲート絶縁膜６、ゲート電極７、走査線Ｇ及び層間絶縁膜８は、積層パターン３を形成している。層間絶縁膜８上に、接続電極９及び信号線Ｓが設けられている。

接続電極９は、遮光性を有している。接続電極９は、第１遮光層２に行方向Ｘに隣合っている。接続電極９は、第２絶縁膜（ゲート絶縁膜６及び層間絶縁膜８）に形成された第１コンタクトホールを通って半導体層５のドレイン領域５ｄに電気的に接続されている。

信号線Ｓは、第１遮光層２に対向し、列方向Ｙに延出して形成されている。信号線Ｓは、第２絶縁膜（ゲート絶縁膜６及び層間絶縁膜８）に形成された第２コンタクトホールを通って半導体層５のソース領域５ｓに電気的に接続されている。接続電極９及び信号線Ｓは、遮光性を有する導電材料として、金属で形成されている。この実施形態において、接続電極９及び信号線Ｓは、同一材料として例えばアルミニウム（Ａｌ）で形成されている。

層間絶縁膜８、接続電極９及び信号線Ｓ上にカラーフィルタ４０が設けられている。カラーフィルタ４０は複数色の着色層を有している。着色層は画素ＰＸに対応して配置されている。着色層は列方向Ｙに延出して形成されている。複数色の着色層は、行方向Ｘに繰り返し並べられている。着色層の周縁は信号線に対向している。例えば、カラーフィルタ４０は、赤色の着色層４０Ｒ、緑色の着色層４０Ｇ及び青色の着色層４０Ｂを有している。

着色層４０Ｒ、４０Ｇ、４０Ｂは、接続電極９に対向した第３コンタクトホールを有している。カラーフィルタ４０上に平坦化膜１０が設けられている。なお、平坦化膜１０は必要に応じて設けられていればよい。平坦化膜１０は、第３コンタクトホールに対向した第５コンタクトホールを有している。

平坦化膜１０上には、複数の共通電極ＥＴが設けられている。共通電極ＥＴは、行方向Ｘに延出し帯状に形成されている。共通電極ＥＴは、列方向Ｙに間隔を置いて並べられている。行方向Ｘに並んだ複数の画素ＰＸは、共通電極ＥＴを共用している。

共通電極ＥＴは、光透過性を有する導電材料として、例えばＩＴＯ（インジウム錫酸化物）で形成されている。

また、平坦化膜１０上には、検知電極１３、第２遮光層１１及び接続電極１２が形成されている。詳しくは、検知電極１３、第２遮光層１１及び接続電極１２は、共通電極ＥＴが形成された平坦化膜１０上に設けられている。
検知電極１３は、上記のように入力手段による入力動作に応じて静電容量結合の強弱が生じるものである。

第２遮光層１１は、検知電極１３及び接続電極１２と同一材料で形成されている。第２遮光層１１、検知電極１３及び接続電極１２は、金属としてのアルミニウムやモリブデンを利用して形成することができる。第２遮光層１１は開口部１１ｈを有している。開口部１１ｈは、着色層に形成された第３コンタクトホールに対向している。第２遮光層１１は矩形状に形成されている。第２遮光層１１は、行方向Ｘに第１遮光層２と並べられている。第２遮光層１１は、第１遮光層２及び接続電極９とともに行方向Ｘに延出した帯状の遮光パターンを形成している。遮光パターンは、共通電極ＥＴに対向した側縁部を有している。

第２遮光層１１は、共通電極ＥＴに電気的に接続されている。このため、列方向Ｙに隣合う共通電極ＥＴは、第２遮光層１１により電気的に接続されている。
接続電極１２は、開口部１１ｈの内側に位置し、第２遮光層１１とは電気的に絶縁されている。接続電極１２は、第５コンタクトホール及び第３コンタクトホールを通って接続電極９に電気的に接続されている。
この実施形態において、信号線Ｓ及び遮光パターン（第１遮光層２、接続電極９及び第２遮光層１１）は、ブラックマトリクスを形成している。

平坦化膜１０、共通電極ＥＴ、検知電極１３、第２遮光層１１及び接続電極１２上に第３絶縁膜１４が設けられている。第３絶縁膜１４は、接続電極１２に対向した第４コンタクトホールを有している。

画素電極ＥＰは、第３絶縁膜１４上に設けられている。画素電極ＥＰは、光透過性を有する導電材料として、例えばＩＴＯで形成されている。画素電極ＥＰは、共通電極ＥＴ及び接続電極９に対向している。

画素電極ＥＰは、第４コンタクトホール、開口部１１ｈ、第５コンタクトホール及び第３コンタクトホールを通って第２遮光層に電気的に接続されている。この実施形態において、アレイ基板ＡＳは接続電極１２を有している。このため、画素電極ＥＰは、第４コンタクトホールを通って接続電極１２に電気的に接続されている。

画素電極ＥＰは、列方向Ｙに延出して形成されている。画素電極ＥＰにはスリットが形成されている。このため、画素電極ＥＰは、共通電極ＥＴとの間に形成される電界を液晶層ＬＣに印加することができる。上記のことから、液晶表示パネルＰは、横電界を利用するＦＦＳ（Fringe Field Switching）モードを採っている。

画素電極ＥＰが形成された第３絶縁膜１４上に、柱状スペーサ１６が形成されている。柱状スペーサ１６は、遮光パターンに対向配置されている。この実施形態において、柱状スペーサ１６は、遮光パターン及び信号線Ｓの交差部に対向配置されている。画素電極ＥＰ及び柱状スペーサ１６が形成された第３絶縁膜１４上には配向膜１７が形成されている。

一方、対向基板ＯＳは、透明な絶縁基板として、矩形状のガラス基板２１を有している。ガラス基板２１上に、周辺遮光層６１が形成されている。周辺遮光層６１は、矩形枠状に形成され、表示領域Ｒ１の外周を囲んでいる。周辺遮光層６１は、表示領域Ｒ１の外側からの光漏れを防止する機能を有している。また、ガラス基板２１及び周辺遮光層６１上には配向膜２２が形成されている。
ガラス基板１の外面には偏光板を含む光学素子ＯＤ１が配置され、ガラス基板２１の外面には偏光板を含む光学素子ＯＤ２が配置されている。

上記のように構成された第１の実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置は、液晶表示パネルＰ及びセンサモジュールＭを備えている。入力面側は、対向基板ＯＳの外面側である。

アレイ基板ＡＳは、信号線Ｓ、第１遮光層２、接続電極９及び第２遮光層１１を備えている。信号線Ｓ、第１遮光層２、接続電極９及び第２遮光層１１はブラックマトリクスを形成している。第１遮光層２の側縁部及び第２遮光層１１の側縁部は対向し、第１遮光層２及び第２遮光層１１は、行方向Ｘに延出して帯状に形成されている。第２遮光層１１の開口部１１ｈの全域は、開口部１１ｈよりサイズの大きい接続電極９と対向している。

遮光パターン（第１遮光層２、接続電極９及び第２遮光層１１）は、光り抜け領域が無いように形成されている。電界を印加できない領域やコンタクトホール周りなどの配向不良を招く領域を遮光することができるため、光漏れを防止することができる。

また、上記のように、信号線Ｓ及び遮光パターンがブラックマトリクスを形成するため、次に挙げる効果を得ることができる。

・対向基板ＯＳ側にブラックマトリクスを形成しなくともよい。これにより、アレイ基板ＡＳと対向基板ＯＳとの位置合わせにずれが生じても開口率の低下を防止することができる。

・表示領域Ｒ１に樹脂（黒色樹脂）で形成されたブラックマトリクス（以下、樹脂ＢＭと称する）を設けなくともよい。なお、樹脂ＢＭを設けた場合、上記樹脂ＢＭの段差での液晶分子の配向乱れによる光抜けが発生することになる。

・樹脂ＢＭの信頼性を考慮しなくともよい。すなわち、液晶層ＬＣに樹脂ＢＭの成分が溶出する問題を排除することができる。例えばアレイ基板ＡＳに樹脂ＢＭを設ける場合、樹脂ＢＭは表示領域Ｒ１全体に設けられ、配向膜１７で覆われる。しかしながら、配向膜１７だけでは、液晶層ＬＣへの樹脂ＢＭの成分の溶出を防止することはできないものである。

第１遮光層２は半導体層５へのバックライトの照射を防止することができる。このため、半導体層５に生じるリーク電流を低減することができる。

第１遮光層２は行方向Ｘに延出して帯状に形成されてはいない。アレイ基板ＡＳは第２遮光層１１を有しているため、第１遮光層２は分断され行方向Ｘ等に並べられている。第１遮光層２は、第２遮光層１１等の導体に電気的に接続されていない。対向する第１遮光層２と信号線Ｓとの間にカップリングが生じても（寄生容量が形成されても）、このカップリングの影響が他の信号線Ｓに及ぶことはない。上記カップリングの悪影響の拡大を防止することができるため、表示品位の低下を抑制することができる。

検知電極１３と入力手段とのカップリングが信号線Ｓ等でシールドされてしまう量が少なくなるように、検知電極１３が設けられている。検知電極１３での入力手段の有り無しにおける電位変化量の差を大きくすることができるため、センサモジュールＭの検出感度の向上を図ることができる。

第２遮光層１１は、検知電極１３と同一材料で同時に形成することができる。このため、製造コストの増大を招くこと無しに第２遮光層１１を形成することができる。
上記のことから、光漏れを防止することができる液晶表示装置を得ることができる。

次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１１に示すように、アレイ基板ＡＳは第２遮光層１１無しに形成されている。第１遮光層２は、行方向Ｘに延出して帯状に形成されている。第１遮光層２は、複数の信号線Ｓと交差している。この実施形態において、接続電極９は電極としてのみ機能している。

上記のように構成された第２の実施形態に係る液晶表示装置によれば、アレイ基板ＡＳは、信号線Ｓ及び第１遮光層２を備えている。信号線Ｓ及び第１遮光層２はブラックマトリクスを形成している。第１遮光層２は電界を印加できない領域やコンタクトホール周りなどの配向不良を招く領域を遮光することができるため、光漏れを防止することができる。

また、上記のように、信号線Ｓ及び第１遮光層２がブラックマトリクスを形成するため、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。その他、第１遮光層２は半導体層５へのバックライトの照射を防止することができるため、半導体層５に生じるリーク電流を低減することができる。また、検知電極１３と入力手段とのカップリングが信号線Ｓ等でシールドされてしまう量が少なくなるように検知電極１３が設けられているため、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記のことから、光漏れを防止することができる液晶表示装置を得ることができる。

次に、第３の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１２乃至図１４に示すように、アレイ基板ＡＳは第１遮光層２及び第２遮光層１１無しに形成されている。この実施形態において、接続電極９は電極としてのみ機能している。アレイ基板ＡＳは、第１遮光層２及び第２遮光層１１に替えて遮光層６２を有している。

遮光層６２は、画素電極ＥＰが形成された第３絶縁膜１４上に設けられている。遮光層６２は、行方向Ｘに延出し帯状に形成されている。遮光層６２は信号線Ｓとともにブラックマトリクスを形成している。

周辺遮光層６１は、画素電極ＥＰが形成されたガラス基板１上に設けられている。詳しくは、周辺遮光層６１は、平坦化膜１０又は第３絶縁膜１４上に設けられている。周辺遮光層６１は、矩形枠状に形成され、表示領域Ｒ１の外周を囲んでいる。周辺遮光層６１及び遮光層６２は、樹脂（黒色樹脂）で同時に形成され、かつ一体に形成されている。

柱状スペーサ１６は、遮光層６２上に設けられている。配向膜１７は、画素電極ＥＰ、周辺遮光層６１、遮光層６２及び柱状スペーサ１６が形成された第３絶縁膜１４上に設けられている。

上記のように構成された第３の実施形態に係る液晶表示装置によれば、アレイ基板ＡＳは、信号線Ｓ及び遮光層６２を備えている。信号線Ｓ及び遮光層６２はブラックマトリクスを形成している。遮光層６２は電界を印加できない領域やコンタクトホール周りなどの配向不良を招く領域を遮光することができるため、光漏れを防止することができる。

また、上記のように、対向基板ＯＳ側にブラックマトリクスを形成しなくともよい。これにより、アレイ基板ＡＳと対向基板ＯＳとの位置合わせにずれが生じても開口率の低下を防止することができる。さらに、検知電極１３と入力手段とのカップリングが信号線Ｓ等でシールドされてしまう量が少なくなるように検知電極１３が設けられているため、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記のことから、光漏れを防止することができる液晶表示装置を得ることができる。

次に、第４の実施形態に係る液晶表示装置について説明する。なお、この実施形態において、他の構成は上述した第１の実施形態と同一であり、同一の部分には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。

図１５及び図１６に示すように、アレイ基板ＡＳは第１遮光層２及び第２遮光層１１無しに形成されている。この実施形態において、接続電極９は電極としてのみ機能している。アレイ基板ＡＳは、第１遮光層２及び第２遮光層１１に替えて遮光層６２を有している。

遮光層６２は、ガラス基板２１上に設けられている。遮光層６２は、行方向Ｘに延出し帯状に形成されている。上述した第３の実施形態のように、遮光層６２は信号線Ｓとともにブラックマトリクスを形成している（図１４）。周辺遮光層６１及び遮光層６２は、樹脂（黒色樹脂）で同時に形成され、かつ一体に形成されている。

上記のように構成された第４の実施形態に係る液晶表示装置によれば、アレイ基板ＡＳは、信号線Ｓ及び遮光層６２を備えている。信号線Ｓ及び遮光層６２はブラックマトリクスを形成している。遮光層６２は電界を印加できない領域やコンタクトホール周りなどの配向不良を招く領域を遮光することができるため、光漏れを防止することができる。

検知電極１３と入力手段とのカップリングが信号線Ｓ等でシールドされてしまう量が少なくなるように検知電極１３が設けられているため、上述した第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
上記のことから、光漏れを防止することができる液晶表示装置を得ることができる。

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ともに、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。

例えば、画素電極ＥＰは、接続電極１２を介して接続電極９に電気的に接続されているが、これに限らず、半導体層５のドレイン領域５ｄに電気的に接続されていればよい。

この発明の実施形態は、上記液晶表示装置に限定されるものではなく、各種の液晶表示装置に適応可能である。

Ｐ…液晶表示パネル、Ｍ…センサモジュール、Ｂ…バックライトユニット、ＡＳ…アレイ基板、ＯＳ…対向基板、ＬＣ…液晶層、Ｓｃ…表示面、ＰＸ…画素、Ｇ…走査線、Ｓ…信号線、ＧＳＷ…スイッチング素子、ＥＴ…共通電極、ＥＰ…画素電極、ＤＥ…検知電極、１…ガラス基板、２…第１遮光層、４…第１絶縁膜、５…半導体層、５ｄ…ドレイン領域、５ｓ…ソース領域、６…ゲート絶縁膜、８…層間絶縁膜、９…接続電極、１１…第２遮光層１１ｈ…開口部、１３…検知電極、１４…第３絶縁膜、４０…カラーフィルタ、Ｘ…行方向、Ｙ…列方向、Ｒ１…表示領域、Ｒ２…入力領域。

Claims (5)

1. アレイ基板と、
   対向基板と、
   前記アレイ基板及び対向基板間に挟持された液晶層と、を備え、
   前記アレイ基板は、
   第１遮光層と、
   前記第１遮光層上に設けられた第１絶縁膜と、
   前記第１絶縁膜上に設けられソース領域、ドレイン領域及び前記第１遮光層に対向したチャネル領域を有した半導体層と、
   前記第１絶縁膜及び半導体層上に設けられた第２絶縁膜と、
   前記第２絶縁膜上に設けられ前記第１遮光層に対向し前記第１方向に直交する第２方向に延出し前記ソース領域に電気的に接続された信号線と、
   前記第２絶縁膜及び信号線上に設けられたカラーフィルタと、
   前記カラーフィルタ上に設けられた共通電極と、
   前記カラーフィルタ又は第２絶縁膜上に設けられ前記第１方向に前記第１遮光層と並べられ前記第１遮光層とともに前記第１方向に延出した帯状の遮光パターンを形成する第２遮光層と、
   前記カラーフィルタ、共通電極及び第２遮光層上に設けられた第３絶縁膜と、
   前記第３絶縁膜上に設けられ前記共通電極に対向し前記ドレイン領域に電気的に接続され前記共通電極との間に形成される電界を前記液晶層に印加する画素電極と、を備える液晶表示装置。
2. 前記対向基板の外面側に表示面及び入力面を有している液晶表示装置であって、
   前記アレイ基板は、前記カラーフィルタ上に設けられ前記入力面を介した入力動作に応じて静電容量結合の強弱が生じる検知電極をさらに備え、
   前記第２遮光層は、前記カラーフィルタ上に設けられ前記検知電極と同一の材料で形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記アレイ基板は、前記第２絶縁膜上に設けられ遮光性を有し前記第１遮光層に第１方向に隣合いドレイン領域に電気的に接続された接続電極をさらに備え、
   前記第２遮光層は、前記接続電極に対向した開口部を有し、
   前記画素電極は、前記接続電極に電気的に接続されている請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記アレイ基板は、前記カラーフィルタ上に設けられ前記開口部の内側に位置し前記カラーフィルタに形成されたコンタクトホールを通って前記接続電極に電気的に接続された他の接続電極をさらに備え、
   前記画素電極は、前記他の接続電極に電気的に接続されている請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記第１遮光層及び第２遮光層は、それぞれ金属で形成されている請求項１に記載の液晶表示装置。

Images