JP2015049426A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、画素の開口率の向上を図る。
【解決手段】液晶を介して対向配置された第１及び第２基板を備え、第２基板には、ゲート信号線とデータ信号線と画素電極と薄膜トランジスタと共通電極と該共通電極に電気的に接続された金属配線とが形成されており、前記画素電極と前記薄膜トランジスタとの間には第１絶縁膜が形成されており、前記画素電極は、前記第１絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの導通電極に接続されており、前記共通電極は、平面的に見て、前記データ信号線に重なるように形成されており、前記金属配線は、平面的に見て、少なくとも前記コンタクトホールの一部に重なるように形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、液晶表示装置に関し、特には、ＩＰＳ（In Plane Switching）方式の液晶表示装置に関する。

ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、液晶を介して対向配置される一対の基板のうち一方の基板における液晶側の各画素領域に、画素電極と共通電極とを備えて構成されている。この構成において、画素電極と共通電極との間に、基板に平行な方向の電界（横電界）を発生させて、横電界を液晶に印加して液晶を駆動させることにより、画素電極と共通電極との間の領域を透過する光の量を制御して画像表示を行う。ＩＰＳ方式の液晶表示装置は、表示面に対して斜め方向から観察しても表示に変化の少ない、いわゆる広視野角特性に優れているという利点がある（例えば特許文献１）。

特開２００８−１８０９２８号公報

しかしながら、特許文献１に開示された液晶表示装置では、画素電極及び薄膜トランジスタＴＦＴのドレイン電極を互いに接続するためのコンタクトホールと、遮光性材料からなるコモン配線との形成領域の影響により画素の開口率が低下するという問題がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、画素の開口率の向上を図ることにある。

本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、液晶を介して対向配置された、表示面側の第１基板と背面側の第２基板とを備え、前記第２基板には、複数のゲート信号線と、複数のデータ信号線と、該ゲート信号線が延在する行方向及び該データ信号線が延在する列方向に形成される複数の画素のそれぞれに対応して配置された複数の画素電極及び複数の薄膜トランジスタと、該複数の画素電極に対して表示面側に対向配置された共通電極と、該共通電極に電気的に接続された複数の金属配線と、が形成されており、前記画素電極と前記薄膜トランジスタとの間には第１絶縁膜が形成されており、前記画素電極は、前記第１絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの導通電極に接続されており、前記共通電極は、平面的に見て、前記データ信号線に重なるように形成されており、前記金属配線は、平面的に見て、少なくとも前記コンタクトホールの一部に重なるように形成されている、ことを特徴とする。

本発明に係る液晶表示装置では、前記画素電極と前記薄膜トランジスタとの間における前記第１絶縁膜上に、さらに第２絶縁膜が形成されており、前記コンタクトホールは、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に形成されており、前記金属配線は、平面的に見て、前記コンタクトホールと前記薄膜トランジスタを構成する半導体層とに重なるように形成されていてもよい。

本発明に係る液晶表示装置では、前記第２絶縁膜は有機材料からなることが好ましい。

本発明に係る液晶表示装置では、前記金属配線は、平面的に見て、さらに前記ゲート信号線に重なるように形成されていることが好ましい。

本発明に係る液晶表示装置では、前記ゲート信号線には、平面的に見て、前記コンタクトホールを受容する切欠き部が形成されていてもよい。

本発明に係る液晶表示装置では、前記画素電極上には、第３絶縁膜が形成されており、前記共通電極は、前記第３絶縁膜を介して前記画素電極に重なっており、前記金属配線は、前記第３絶縁膜を介して前記コンタクトホールに重なっており、前記金属配線は、前記共通電極の直上又は直下に形成されていることが好ましい。

本発明に係る液晶表示装置では、前記第１基板及び前記第２基板の間の距離を保持するスペーサをさらに備え、前記スペーサは、平面的に見て、前記金属配線に重なるように配置されていてもよい。

本発明に係る液晶表示装置では、列方向に延在する複数のタッチ検出電極と、行方向に延在する複数の駆動電極とをさらに備え、前記タッチ検出電極は、前記駆動電極との間に静電容量を形成し、前記駆動電極に印加された駆動信号に応じて検出信号を出力し、前記駆動電極は、前記共通電極により構成されていてもよい。

本発明に係る液晶表示装置の構成によれば、少なくとも金属配線とコンタクトホールとが重なる領域分だけ画素の開口率を向上させることができる。よって、ＩＰＳ方式の液晶表示装置において、画素の開口率の向上を図ることができる。

本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の全体構成を示す図である。 図１に示す液晶表示装置における１画素の平面図である。 図２に示す画素の３−３´切断線における断面図である。 図２に示す画素の４−４´切断線における断面図である。 図１に示す液晶表示装置の他の構成を示す１画素の断面図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第１の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第２の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第３の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第４の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第５の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第６の工程を示す図である。 ＴＦＴ基板の製造工程における第７の工程を示す図である。 本発明の実施形態２に係る液晶表示装置における１画素の平面図である。 図１３に示す画素の１４−１４´切断線における断面図である。 本発明の実施形態３に係る液晶表示装置におけるタッチパネルの機能を説明するための模式図である。 実施形態３に係る液晶表示装置における断面図である。 実施形態３に係る液晶表示装置における１画素の平面図である。 図１７に示す画素の１８−１８´切断線の断面図である。 図１７に示す画素の１９−１９´切断線の断面図である。

本発明の実施形態について、図面を用いて以下に説明する。

［実施形態１］
図１は、本発明の実施形態１に係る液晶表示装置の全体構成を示す図である。液晶表示装置ＬＣＤは、画像表示領域ＤＩＡとこれを駆動する駆動回路領域とからなる。画像表示領域ＤＩＡには、隣り合うゲート信号線ＧＬと隣り合うデータ信号線ＤＬとで囲まれた画素領域が、行方向及び列方向にマトリクス状に複数配列されている。なお、ゲート信号線ＧＬが延在する方向を行方向（図中の左右方向）、データ信号線ＤＬが延在する方向を列方向（図中の上下方向）とする。

各画素領域ではアクティブマトリクス表示が行われる。具体的には、走査線駆動回路からゲート信号線（走査線）Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、…、Ｇｎへゲート電圧を順次供給し、データ線駆動回路からデータ信号線Ｄ１、Ｄ２、Ｄ３、…、Ｄｍへデータ電圧を供給する。ゲート電圧による薄膜トランジスタＴＦＴのオン／オフによりデータ電圧を透明画素電極ＰＩＴ（画素電極）（図２参照）に供給する。透明画素電極ＰＩＴに供給されたデータ電圧と、共通電極駆動回路から透明共通電極ＣＩＴ（共通電極）に供給された共通（コモン）電圧との差により生じる電界で、液晶層ＬＣを駆動することにより、光の透過率を制御して画像表示を行う。なお、カラー表示を行う場合は、縦ストライプ状のカラーフィルタで形成された赤（Ｒ）色、緑（Ｇ）色、青（Ｂ）色に対応するそれぞれの画素領域の画素電極に接続されたデータ信号線Ｄ１（Ｒ）、Ｄ２（Ｇ）、Ｄ３（Ｂ）に所望のデータ電圧を印加することにより実現される。

各画素領域には、液晶層ＬＣにおける電圧低下を防止するために保持容量ＳＴＧが形成されている。保持容量ＳＴＧは、透明画素電極ＰＩＴと透明共通電極ＣＩＴとが絶縁膜を介して互いに重なる領域に形成される（図３参照）。共通電圧は、共通電極駆動回路から、画像表示領域ＤＩＡに配置される透明共通電極ＣＩＴへ供給される。透明共通電極ＣＩＴには、透明共通電極ＣＩＴの抵抗を低減するための複数の金属配線ＭＳＬが電気的に接続されている。

図２は、１つの画素の構成を示す平面図である。図２（ａ）は背面側の第２の透明基板ＳＵＢ２（第２基板）の平面パターンを示し、図２（ｂ）は第２の透明基板ＳＵＢ２に表示面側の第１の透明基板ＳＵＢ１（第１基板）を貼り合わせた平面パターンを示している。図３は、図２の３−３´切断線における断面図を示し、図４は、図２の４−４´切断線における断面図である。

図２には、隣り合うゲート信号線ＧＬと隣り合うデータ信号線ＤＬとで囲まれた１つの画素領域と、これに隣り合う周囲の画素領域の一部とを示している。

ガラス基板上に形成されたゲート信号線ＧＬ上にゲート絶縁膜ＧＳＮが形成され、ゲート絶縁膜ＧＳＮ上に半導体層ＳＥＭが形成されている。半導体層ＳＥＭ上には、データ信号線ＤＬと薄膜トランジスタＴＦＴのソース電極ＳＭ（導通電極）とが形成されている。また、これらデータ信号線ＤＬとソース電極ＳＭとを覆うように保護膜ＰＡＳ（保護絶縁膜、第１絶縁膜）が形成され、さらに保護膜ＰＡＳ上に有機層間膜ＯＲＧ（有機保護膜、第２絶縁膜）が形成されている。

半導体層ＳＥＭからデータ電圧を取り出すソース電極ＳＭ上において、保護膜ＰＡＳ及び有機層間膜ＯＲＧにはコンタクトホールＣＯＮＴが形成されている。有機層間膜ＯＲＧ上及びコンタクトホールＣＯＮＴ内には、透明画素電極ＰＩＴが形成されている。さらに透明画素電極ＰＩＴを覆うように上層保護膜ＵＰＡＳ（第３絶縁膜）が形成されている。上層保護膜ＵＰＡＳ上には、平面的に見て（表示面側から見て）、コンタクトホールＣＯＮＴに重なるように金属配線ＭＳＬが形成されている。金属配線ＭＳＬは、ゲート信号線ＧＬ毎に配置されており、行方向に延在している。

図２に示すように、ゲート信号線ＧＬには、平面的に見て、コンタクトホールＣＯＮＴを受容する切欠き部ＣＰが形成されている。これにより金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、コンタクトホールＣＯＮＴ及びゲート信号線ＧＬに同時に重なるように形成されている。さらに金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層ＳＥＭに重なるように形成されている。図３に示すように、金属配線ＭＳＬ上には、透明共通電極ＣＩＴが直接形成されており、金属配線ＭＳＬと透明共通電極ＣＩＴとは互いに電気的に接続されている。

上記のように、金属配線ＭＳＬは、上層保護膜ＵＰＡＳを介して、ゲート信号線ＧＬ、半導体層ＳＥＭ、及びコンタクトホールＣＯＮＴのそれぞれの上方に形成されている。そのため、金属配線ＭＳＬの幅をゲート信号線ＧＬの幅より狭くすることができる。また、ブラックマトリクスＢＭの幅を最小限に狭くすることができるため、画素の開口率を向上させることができ、液晶表示装置ＬＣＤの低消費電力化を実現することができる。

ここで、液晶表示装置ＬＣＤの駆動方法を簡単に説明する。ゲート信号線ＧＬは低抵抗の金属層で形成されており、図１に示す走査線駆動回路から走査用のゲート電圧が印加される。データ信号線ＤＬも低抵抗の金属層で形成されており、図１に示すデータ線駆動回路から映像用のデータ電圧が印加される。ゲート信号線ＧＬにゲートオン電圧が印加されると、薄膜トランジスタＴＦＴの半導体層ＳＥＭが低抵抗となる。これにより、データ信号線ＤＬに印加されたデータ電圧が、低抵抗の金属層で形成されたソース電極ＳＭを介して、ソース電極ＳＭに電気的に接続された透明画素電極ＰＩＴに伝達される。

共通電圧は、図１に示す共通電極駆動回路から透明共通電極ＣＩＴに印加される。透明共通電極ＣＩＴは、上層保護膜ＵＰＡＳを介して透明画素電極ＰＩＴに重なっている。透明共通電極ＣＩＴには、１画素領域内でスリット（開口部）が形成されている。透明共通電極ＣＩＴのスリットを介して、透明画素電極ＰＩＴから液晶層ＬＣを経て透明共通電極ＣＩＴに至る駆動用電界により液晶層ＬＣが駆動され、画像が表示される。

なお、開口率を向上させるためには、データ信号線ＤＬの電界ノイズが液晶層ＬＣに侵入しないように、データ信号線ＤＬ上に、保護膜ＰＡＳ及び上層保護膜ＵＰＡＳを介して幅広く透明共通電極ＣＩＴを形成することが好ましい。本実施形態では、透明共通電極ＣＩＴは、平面的に見て、データ信号線ＤＬに重なるように形成されている。すなわち、データ信号線ＤＬは、保護膜ＰＡＳ及び上層保護膜ＵＰＡＳを介して透明共通電極ＣＩＴに覆われている。

また、透明共通電極ＣＩＴのスリットの形状は、特に限定されず、細長形状であってもよいし、矩形状や楕円状等、一般的な開口部であってもよい。また、スリットの幅は、隣り合うスリット間の距離よりも大きくてもよいし小さくてもよい。

本発明の液晶表示装置ＬＣＤは上記実施形態に限定されない。例えば、図５に示すように、図３に示す有機層間膜ＯＲＧ（第２絶縁膜）が省略されていてもよい。すなわち、液晶表示装置ＬＣＤは、データ信号線ＤＬ及びソース電極ＳＭを覆うように保護膜ＰＡＳ（第１絶縁膜）が形成され、保護膜ＰＡＳにコンタクトホールＣＯＮＴが形成され、保護膜ＰＡＳ上及びコンタクトホールＣＯＮＴ内に透明画素電極ＰＩＴが形成されていてもよい。この構成では、金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、半導体層ＳＥＭには重ならないように半導体層ＳＥＭを迂回して、ゲート信号線ＧＬとコンタクトホールＣＯＮＴとに重なるように形成されていることが好ましい。図５の構成でも、少なくとも金属配線ＭＳＬ及びコンタクトホールＣＯＮＴが互いに重なる領域分だけ画素の開口率を向上させることができる。

また、図２、図３、図５の構成では、金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、コンタクトホールＣＯＮＴの全領域に重なるように形成されているが、本発明の液晶表示装置ＬＣＤはこれに限定されず、例えば金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、コンタクトホールＣＯＮＴの一部に重なるように形成されていてもよい。この構成でも、少なくとも金属配線ＭＳＬ及びコンタクトホールＣＯＮＴが互いに重なる領域分だけ画素の開口率を向上させることができる。すなわち、本発明の液晶表示装置ＬＣＤでは、金属配線ＭＳＬが、平面的に見て、少なくともコンタクトホールＣＯＮＴの一部に重なるように形成されている構成を有している。

また、図２、図３、図５の構成では、金属配線ＭＳＬは、上層保護膜ＵＰＡＳ上に形成され、金属配線ＭＳＬ上に透明共通電極ＣＩＴが形成されている。しかし、本発明の液晶表示装置ＬＣＤはこれに限定されず、例えば、透明共通電極ＣＩＴが上層保護膜ＵＰＡＳ上に形成され、透明共通電極ＣＩＴ上に金属配線ＭＳＬが形成されていてもよい。また、金属配線ＭＳＬと透明共通電極ＣＩＴとの間に絶縁膜が形成され、金属配線ＭＳＬと透明共通電極ＣＩＴとがコンタクトホールを介して互いに電気的に接続されていてもよい。

ここで、上記各形態に共通する画素の断面構造について、図３及び図４を用いて簡単に説明する。液晶層ＬＣは、２枚の透明基板である表示面側の第１の透明基板ＳＵＢ１と背面側の第２の透明基板ＳＵＢ２とに挟まれている。液晶層ＬＣには、電界方向に沿って液晶分子の長軸が揃うポジ型の液晶分子ＬＣＭ（図４参照）が封入されている。

第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２の外側には、第１の偏光板ＰＯＬ１及び第２の偏光板ＰＯＬ２が貼付されている。

半導体層ＳＥＭは、外部光が直接当たると抵抗が低下して液晶表示装置ＬＣＤの保持特性が低下し、良好な画像表示が行えないおそれがある。そのため、第１の透明基板ＳＵＢ１における、半導体層ＳＥＭの上方の位置に、ブラックマトリクスＢＭが形成されている。ブラックマトリクスＢＭは、各画素領域の境界に対向する位置にも配置されており、これにより隣り合う画素領域の光が斜め方向から見えることによる混色が防止されるため、画像を滲みなく表示できるという大きな効果が得られる。但し、ブラックマトリクスＢＭの幅が広すぎると開口率や透過率が低下する。そのため、高精細の液晶表示装置において、明るく消費電力の低い性能を実現するには、ブラックマトリクスＢＭの幅を、斜めから見た時の混色が起こらない程度の最小限の幅に設定することが好ましい。ブラックマトリクスＢＭは、黒色顔料を用いた樹脂材料あるいは金属材料で構成される。

データ信号線ＤＬ及びソース電極ＳＭを覆う保護膜ＰＡＳには、シリコンナイトライドＳｉＮあるいは二酸化シリコンＳｉＯ_２を用いることができる。保護膜ＰＡＳ上に形成される有機層間膜ＯＲＧには、アクリルを主成分とする感光性の有機材料が用いられる。有機材料は比誘電率が４以下であり、シリコンナイトライドの６．７に比べて低い。また製法上、シリコンナイトライドに比べて厚く成膜することができる。比誘電率を低く、かつ厚さを厚く設定することができるため、透明共通電極ＣＩＴと、データ信号線ＤＬあるいはゲート信号線ＧＬとの間に形成される配線容量を大幅に低減することができる。

透明画素電極ＰＩＴは、コンタクトホールＣＯＮＴを介してソース電極ＳＭ上に接触するように有機層間膜ＯＲＧ上に形成され、ソース電極ＳＭに電気的に接続されている。透明画素電極ＰＩＴを覆う上層保護膜ＵＰＡＳは、他の保護膜と同様、シリコンナイトライドや二酸化シリコンが材料として用いられる。

図４には、データ信号線ＤＬを境界とする３つの画素が示されており、中心の画素は、カラーフィルタＣＦ配置において緑色のカラーフィルタＣＦ（Ｇ）に対応している。左右の画素は、赤色のカラーフィルタＣＦ（Ｒ）、青色のカラーフィルタＣＦ（Ｂ）に対応している。カラーフィルタＣＦの表面には有機材料であるオーバコート膜ＯＣが被覆されている。データ信号線ＤＬが配されている画素間の境界には、液晶層ＬＣを挟んで第１の透明基板ＳＵＢ１の内側の面にブラックマトリクスＢＭが形成されている。

液晶層ＬＣには有機材料の液晶分子ＬＣＭが充填されている。第１の透明基板ＳＵＢ１の内側表面に形成された第１の配向膜ＡＬ１と、第２の透明基板ＳＵＢ２の内側表面に形成された第２の配向膜ＡＬ２が配向処理され、液晶分子ＬＣＭの長軸が固定される。

上述のように、ブラックマトリクスＢＭとデータ信号線ＤＬが配置された境界領域（開口領域以外の領域）では、透明共通電極ＣＩＴが、保護膜ＰＡＳ及び上層保護膜ＵＰＡＳを介してデータ信号線ＤＬを覆うように、データ信号線ＤＬよりも広い幅で形成されている。これにより、データ信号線ＤＬから保護膜ＰＡＳ及び上層保護膜ＵＰＡＳを介して上方へ延びる電界がシールドされる。結果的に、データ信号線ＤＬから上部に延びる不要な電界ノイズが、データ信号線ＤＬより幅の広い透明共通電極ＣＩＴと、透明画素電極ＰＩＴとによりシールドされる。このシールド効果は、図４に示すように、データ信号線ＤＬを覆う透明共通電極ＣＩＴの端部が、透明画素電極ＰＩＴの端部に重なるように配置することにより、高めることができる。

次に、第２の透明基板ＳＵＢ２（ＴＦＴ基板）の製造方法について説明する。図６から図１２には、第２の透明基板ＳＵＢ２上に形成される薄膜トランジスタＴＦＴ、配線領域、及び画素の開口領域の製造工程を示している。各図の製造工程では、１画素の平面及その平面のｂ−ｂ´切断線の断面を示している。また各図は、ＴＦＴ基板の製造工程におけるホトエッチング加工工程毎に記載している。

図６（ａ）は、第１ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図６（ｂ）は、図６（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。ガラス基板上にゲート信号線ＧＬとなる金属材料がスパッタにより成膜され、第１ホトエッチング工程でパターン化される。パターン化はハーフトーン露光を用いて行う。これにより、平面パターンとして、切欠き部ＣＰを有するゲート信号線ＧＬが形成される。金属材料は、例えば厚さが１００ｎｍから３００ｎｍの銅Ｃｕとその上にモリブデンＭｏを成膜した積層膜である。金属配線材料は、銅ＣｕだけなくＭｏとアルミニウムＡｌの積層膜や、チタンＴｉとＡｌの積層膜あるいはＭｏとタングステンＷのＭｏＷ合金などを使用することもできる。

図７（ａ）は、第２ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図７（ｂ）は、図７（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。化学気層成長法ＣＶＤにより、ゲート信号線ＧＬを覆うように、シリコンナイトライドのゲート絶縁膜ＧＳＮを積層し、ゲート絶縁膜ＧＳＮ上にアモルファスシリコンや酸化物ＩＧＺＯ等の半導体層ＳＥＭを積層する。さらに半導体層ＳＥＭ上に、モリブデンＭｏと銅Ｃｕの積層膜をスパッタで成膜する。金属配線の材料は、ゲート信号線ＧＬの材料と同様に、モリブデンＭｏやアルミニウムＡｌあるいはモリブデンＭｏの３層膜や、チタンＴｉとアルミニウムＡｌの積層膜、チタンＴｉとアルミニウムＡｌの積層膜あるいはＭｏＷ合金なども用いることができる。半導体層ＳＥＭとデータ信号線ＤＬは連続成膜後に加工するため、データ信号線ＤＬと半導体層ＳＥＭは略同じ幅に加工される。データ信号線ＤＬと透明画素電極ＰＩＴに接続されるソース電極ＳＭとが同時に形成される。半導体層ＳＥＭは、表面が燐を含む低抵抗の半導体層と不純物の少ない半導体層の２層で構成される。低抵抗の半導体層ＳＥＭは、データ信号線ＤＬとソース電極ＳＭの間の薄膜トランジスタＴＦＴ領域では除去され、ゲート電極にオン電圧が印加されたときに電子がゲート絶縁膜ＧＳＮ界面に誘起され抵抗が下がりオン動作する。

図８（ａ）は、第３ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図８（ｂ）は、図８（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。半導体層ＳＥＭ、データ信号線ＤＬ及びソース電極ＳＭを覆うように、保護膜ＰＡＳと有機層間膜ＯＲＧとが順次成膜され、ソース電極ＳＭ上にコンタクトホールＣＯＮＴが形成される。有機層間膜ＯＲＧは厚さが２〜４μｍの感光性アクリルが使用される。保護膜ＰＡＳはＣＶＤで形成されたシリコンナイトライドである。

図９（ａ）は、第４ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図９（ｂ）は、図９（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。ソース電極ＳＭ上にスパッタにより透明電極材料であるインジウム、錫、酸化物ＩＴＯを成膜し、ホトエッチング工程を経て、透明画素電極ＰＩＴを形成する。透明画素電極ＰＩＴはソース電極ＳＭ上に直接成膜する。これにより、透明画素電極ＰＩＴとソース電極ＳＭとがコンタクトホールＣＯＮＴを介して電気的に接続される。

図１０（ａ）は、第５ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。透明画素電極ＰＩＴを覆うように上層保護膜ＵＰＡＳを形成する。上層保護膜ＵＰＡＳは、シリコンナイトライドを用いられる。なお、図示はしないが、本工程において、画像表示領域ＤＩＡ（図１参照）の外に、コンタクト用の開口部を形成する。

図１１（ａ）は、第６ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。上層保護膜ＵＰＡＳ上に金属配線ＭＳＬを形成する。金属配線ＭＳＬには、金属材料として、ＣｕとＭｏの積層、Ｍｏ単膜、Ａｌの表面にＭｏやＴｉのような高融点金属を積層した金属薄膜が用いられる。金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、上層保護膜ＵＰＡＳを介してコンタクトホールＣＯＮＴに重なるように形成される。

図１２（ａ）は、第７ホトエッチング工程の終了後の１画素の平面図を示し、図１２（ｂ）は、図１２（ａ）のｂ−ｂ´切断線の断面図を示している。金属配線ＭＳＬを覆うように、ＩＴＯからなる透明共通電極ＣＩＴを形成する。これにより、金属配線ＭＳＬと透明共通電極ＣＩＴとが電気的に接続される。

以上のように、７回のホトエッチング工程により、本実施形態に係る液晶表示装置ＬＣＤの第２の透明基板ＳＵＢ２（ＴＦＴ基板）を製造することができる。

［実施形態２］
本発明の実施形態２について、図面を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１において示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態１において定義した用語については特に断らない限り本実施形態においてもその定義に則って用いるものとする。

本実施形態２に係る液晶表示装置ＬＣＤは、実施形態１に係る各液晶表示装置ＬＣＤにおいて、さらに第１の透明基板ＳＵＢ１及び第２の透明基板ＳＵＢ２の間の距離を保持するスペーサＳＯＣ（液晶ギャップスペーサ）を備えている。

図１３は、実施形態２における１画素の構成を示す平面図であり、図１４は、図１３の１４−１４´切断線における断面図を示す。

スペーサＳＯＣは、平面的に見て、ゲート信号線ＧＬとデータ信号線ＤＬの交差部における金属配線ＭＳＬに重なるように配置されている。スペーサＳＯＣ自体は第１の透明基板ＳＵＢ１上に形成されている。

金属配線ＭＳＬは、上述のように、平面的に見て、ゲート信号線ＧＬの無い切欠き部ＣＰに重なるソース電極ＳＭとコンタクトホールＣＯＮＴとを覆うように、ゲート信号線ＧＬの延在方向に形成されている。コンタクトホールＣＯＮＴ部分のソース電極ＳＭの下方にはゲート信号線ＧＬが存在しないため、第２の透明基板ＳＵＢ２の外側からのバックライト光がソース電極ＳＭ周辺を斜めから透過し光漏れを起こす。これを防ぐには第１の透明基板ＳＵＢ１のブラックマトリクスＢＭ幅を大きくすれば良いが、これでは開口率が低下してしまう。この点、金属配線ＭＳＬがソース電極ＳＭ及びコンタクトホールＣＯＮＴを遮光しているので、ブラックマトリクスＢＭの幅を大きくする必要がなく、開口率の低下を防ぐことができる。

光漏れは配向が不十分な場合に発生しやすい。ネガ液晶ではラビングを含む配向処理で、第１の透明基板ＳＵＢ１上のスペーサＳＯＣの段差の影が、ゲート信号線ＧＬの延在方向に延びるため、この配向不良による光漏れは金属配線ＭＳＬがないと顕著になる。しかし、ここでも金属配線ＭＳＬがコンタクトホールＣＯＮＴ上も遮光しているので、結果的にゲート信号線ＧＬ上のブラックマトリクスＢＭの幅を大きくすることが不要になるため、開口率の低下を防ぐことができる。

またポジ型液晶においては、配向の影はデータ信号線ＤＬの延在方向に発生する。この点、図２の（ｂ）に示すように、データ信号線ＤＬよりも幅の広いブラックマトリクスＢＭが延在している。このため、本実施形態２のように、ゲート信号線ＧＬとデータ信号線ＤＬの交差部の金属配線ＭＳＬ上にスペーサＳＯＣを形成することにより、光漏れを抑えることができる。

スペーサＳＯＣは感光性のアクリルで形成され、その厚さは３μｍから４．５μｍである。スペーサＳＯＣは、第１の透明基板ＳＵＢ１のオーバコート膜ＯＣ上に形成されている。スペーサＳＯＣの側面には、第１の配向膜ＡＬ１が形成されている。スペーサＳＯＣが金属配線ＭＳＬ上に形成される透明共通電極ＣＩＴに接触するように、第１の透明基板ＳＵＢ１と第２の透明基板ＳＵＢ２が位置合わせされる。

［実施形態３］
本発明の実施形態３について、図面を用いて以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施形態１，２において示した部材と同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その説明を省略する。また、実施形態１，２において定義した用語については、特に断らない限り本実施形態においてもその定義に則って用いるものとする。

本実施形態３に係る液晶表示装置ＬＣＤは、実施形態１，２に係る各液晶表示装置ＬＣＤにおいて、さらにタッチパネルの機能を備えている。

図１５は、タッチパネルの機能を説明するための模式図である。本実施形態３に係る液晶表示装置ＬＣＤは、実施形態１，２に係る各液晶表示装置ＬＣＤにおいて、さらに、第１の透明基板ＳＵＢ１の表示面側に駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴ（タッチ検出電極）を備え、第２の透明基板ＳＵＢ２に駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴ（駆動電極）を備え、いわゆる静電容量型タッチパネル（インセル型タッチパネル）としての機能を有している。駆動用ブロック透明電極（タッチ検出電極、駆動電極）は、数十画素分が連結された電極幅を有していてもよいし、１画素相当の分解能を持ち画像表示領域ＤＩＡの外で数十画素分が連結されていても良い。本液晶表示装置ＬＣＤでは、第２の透明基板ＳＵＢ２上の透明共通電極ＣＩＴが、駆動用ブロック透明駆動電極として機能する。

図１６は、タッチパネル機能を備える液晶表示装置ＬＣＤの概略断面図である。駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴは、第１の透明基板ＳＵＢ１の表示面側に形成されている。駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴは、画像表示用の透明共通電極ＣＩＴに兼用される。駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴと駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴは、ブロック状、あるいは画素毎に分離され、画像表示領域ＤＩＡの外でブロック状に連結されている。駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴと駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴは、平面的に見て、互いに直交するように配置されている。

駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴは液晶を駆動するための共通電極を兼ねているため、数十画素分で行方向に短冊状に分離されるか、あるいは１画素毎に分離され画像表示領域ＤＩＡの外で連結されるように形成されている。駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴを短冊状に分離する領域は、表示への影響を最小限に抑えるために、ゲート信号線ＧＬに重なるブラックマトリクスＢＭ内の略中央付近であることが好ましい。

図１５、図１６では、１画素行毎に駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴが分離された例を示しているが、ブロック毎に駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴが分離された構成においても平面パターンは同じである。行方向に延在するゲート信号線ＧＬを覆うブラックマトリクスＢＭの略中央で、駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴが上下方向で分離されている。

図１７に示すように、金属配線ＭＳＬは、平面的に見て、駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴの両端側において、ゲート信号線ＧＬを覆うブラックマトリクスＢＭ内に収まるように形成されている。金属配線ＭＳＬを駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴの両端側に配置することにより、コンタクトホールＣＯＮＴの周辺領域からの光漏れを抑えることができる。ただし、金属配線ＭＳＬは、必ずしも駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴの両端側に配置されていなくてもよい。このように金属配線ＭＳＬは、コンタクトホールＣＯＮＴの少なくとも一部を覆うように行方向に延在して形成されている。

スペーサＳＯＣは、実施形態２と同様に、平面的に見て金属配線ＭＳＬに重なるように、第１の透明基板ＳＵＢ１から延びて、ゲート信号線ＧＬとデータ信号線ＤＬとの交差部の上部に接触するように配置されている。

図１８は、図１７の１８−１８´切断線の断面図である。同図に示すように、分離された２つの金属配線ＭＳＬが、コンタクトホールＣＯＮＴに重なるように形成されている。駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴは、金属配線ＭＳＬに接触するように形成され、コンタクトホールＣＯＮＴの上部の領域で分離されている。

図１９は、図１７の１８−１８´切断線の断面図である。同図に示すように、ゲート信号線ＧＬとデータ信号線ＤＬとの交差部の上部において、第１の透明基板ＳＵＢ１に形成されたスペーサＳＯＣが、第２の透明基板ＳＵＢ２に接触するように配置されている。スペーサＳＯＣは、金属配線ＭＳＬ上の駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴに接触する位置に配置されている。

タッチの検出方法は周知の方法を用いることができる。例えば次のようにしてタッチ位置（座標）を検出する。誘電体を挟んで互いに対向配置された一対の電極（駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴ、駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴ）により容量素子（静電容量）が形成される。容量素子は、その一端が駆動信号源（図示せず）に接続され、他端は電圧検出器（図示せず）に接続される。駆動信号源から駆動用ブロック透明駆動電極ＣＩＴ（容量素子の一端）に順次所定の周波数（例えば数ｋＨｚ〜十数ｋＨｚ程度）の駆動信号Ｖｃｏｍが供給され、駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴ（容量素子の他端）から容量素子の容量値に応じた検出信号が出力される。各駆動用ブロック透明検出電極ＤＩＴから出力された検出信号に基づきタッチの有無を判定し、判定結果に基づきタッチ座標を検出する。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で上記各実施形態から当業者が適宜変更した形態も本発明の技術的範囲に含まれることは言うまでもない。

ＬＣＤ 液晶表示装置、ＤＩＡ 画像表示領域、ＳＵＢ１ 第１の透明基板、ＳＵＢ２ 第２の透明基板、ＡＬ１ 第１の配向膜、ＡＬ２ 第２の配向膜、ＬＣ 液晶層、ＬＣＭ 液晶分子、ＰＯＬ１ 第１の偏光板、ＰＯＬ２ 第２の偏光板、ＧＬ ゲート信号線、ＢＭ ブラックマトリクス、ＧＳＮ ゲート絶縁膜、ＰＡＳ 保護膜、ＯＲＧ 有機層間膜、ＵＰＡＳ 上層保護膜、ＤＬ データ信号線、ＳＭ ソース電極、ＳＥＭ 半導体層、ＣＩＴ 透明共通電極，駆動用ブロック透明駆動電極、ＰＩＴ 透明画素電極、ＭＳＬ 金属配線、ＤＩＴ 駆動用ブロック透明検出電極、ＣＦ カラーフィルタ、ＯＣ オーバーコート、ＣＯＮＴ コンタクトホール、ＣＰ 切欠き部、ＳＯＣ スペーサ。

Claims (8)

1. 液晶を介して対向配置された、表示面側の第１基板と背面側の第２基板とを備え、
   前記第２基板には、複数のゲート信号線と、複数のデータ信号線と、該ゲート信号線が延在する行方向及び該データ信号線が延在する列方向に形成される複数の画素のそれぞれに対応して配置された複数の画素電極及び複数の薄膜トランジスタと、該複数の画素電極に対して表示面側に対向配置された共通電極と、該共通電極に電気的に接続された複数の金属配線と、が形成されており、
   前記画素電極と前記薄膜トランジスタとの間には第１絶縁膜が形成されており、
   前記画素電極は、前記第１絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタの導通電極に接続されており、
   前記共通電極は、平面的に見て、前記データ信号線に重なるように形成されており、
   前記金属配線は、平面的に見て、少なくとも前記コンタクトホールの一部に重なるように形成されている、
   ことを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記画素電極と前記薄膜トランジスタとの間における前記第１絶縁膜上に、さらに第２絶縁膜が形成されており、
   前記コンタクトホールは、前記第１絶縁膜及び前記第２絶縁膜に形成されており、
   前記金属配線は、平面的に見て、前記コンタクトホールと前記薄膜トランジスタを構成する半導体層とに重なるように形成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記第２絶縁膜は有機材料からなる、ことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
4. 前記金属配線は、平面的に見て、さらに前記ゲート信号線に重なるように形成されている、ことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の液晶表示装置。
5. 前記ゲート信号線には、平面的に見て、前記コンタクトホールを受容する切欠き部が形成されている、ことを特徴とする請求項４に記載の液晶表示装置。
6. 前記画素電極上には、第３絶縁膜が形成されており、
   前記共通電極は、前記第３絶縁膜を介して前記画素電極に重なっており、
   前記金属配線は、前記第３絶縁膜を介して前記コンタクトホールに重なっており、
   前記金属配線は、前記共通電極の直上又は直下に形成されている、
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の液晶表示装置。
7. 前記第１基板及び前記第２基板の間の距離を保持するスペーサをさらに備え、
   前記スペーサは、平面的に見て、前記金属配線に重なるように配置されている、
   ことを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の液晶表示装置。
8. 列方向に延在する複数のタッチ検出電極と、行方向に延在する複数の駆動電極とをさらに備え、
   前記タッチ検出電極は、前記駆動電極との間に静電容量を形成し、前記駆動電極に印加された駆動信号に応じて検出信号を出力し、
   前記駆動電極は、前記共通電極により構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載の液晶表示装置。

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