JP2019040120A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

【課題】表示領域内の金属配線の断線対策を行う。【解決手段】第１の基板１００と第２の基板２００の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板には、複数の走査線１１と、前記走査線と交差する複数の映像信号線１２と、半導体層１０２と、画素電極１１２と、前記複数の映像信号線に跨って形成されるコモン電極１０９と、前記半導体層と前記画素電極を接続するためのスルーホール１３０と、前記コモン電極に積層して形成され、前記映像信号線に沿って配置される複数のコモン金属配線１１０が形成され、前記コモン電極は、前記スルーホール上で前記走査線延在方向と平行にスリットを有し、前記コモン金属配線の前記スリットとの交差位置において、前記コモン金属配線に絶縁膜を介してブリッジ配線１１３を有し、前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、前記スリット両端の前記コモン電極上で、お互いに電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。【選択図】図６

Description

本発明は表示装置に係り、特にタッチパネル機能を内蔵した液晶表示装置に関する。

中小型の液晶表示装置に対する入力方法として、タッチパネル方式の液晶表示装置が増えている。タッチパネル方式は、液晶表示パネルの上にタッチパネルを搭載する方式と、タッチパネル機能を液晶表示パネル内に作りこむ、いわゆるインセルタッチパネル方式がある。

インセルタッチパネル方式は、対向基板の外側にＲｘ電極（レシーバ電極）を形成し、ＴＦＴ基板の内側にＴｘ電極（トランスファ電極）を形成する。Ｔｘ電極はコモン電極を分割して形成する。一方、コモン電極の抵抗を小さくするために、金属で形成されたコモンメタル配線を使用する場合がある。

特許文献１及び特許文献２には、インセルタッチパネル方式の液晶表示装置において、コモン電極をＴｘ電極として使用する場合に、コモンメタル配線の配置方法が記載されている。

特開２０１５−７５６０５号公報 特開２０１６−２１８１３１号公報

液晶表示装置は、ＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ、薄膜トランジスタ）、画素電極、コモン電極、走査線、映像信号線等が形成されたＴＦＴ基板に対向基板が対向し、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶層が挟持された構成である。

インセルタッチパネル方式は、対向基板の外側にＲｘ電極（受信電極）を、例えば、走査線と同じ方向（以後横方向ともいう）に延在するように形成する。また、ＴＦＴ基板の液晶層側に形成されたコモン電極を分割して、走査線と直角方向（以後縦方向ともいう）に延在するＴｘ電極（送信電極）を形成する。Ｒｘ電極とＴｘ電極で形成される静電容量Ｃｔの変化を検出することによってタッチ位置を検出する。

各画素には、画素電極とＴＦＴのソース電極を接続するためにスルーホールが形成されるが、このスルーホールは厚く形成された有機パッシベーション膜に形成されるので、径が大きくなる。このスルーホールを避けてコモン電極が形成される。したがって、縦方向にコモン電極を接続するには、スルーホールとスルーホールの間にコモン電極間を接続する接続配線を形成する必要がある。

画面が高精細になるにしたがって、画素サイズが小さくなる。一方、スルーホールが形成される有機パッシベーション膜はそれに比例して薄くすることが出来ないので、スルーホールの径は小さく出来ない。そうすると、スルーホールと隣接するスルーホールの間隔が小さくなり、コモン電極間を接続するためのスペースを十分とることが出来なくなる。

本発明の課題は、スルーホールと隣接するスルーホールの間隔が小さくなった場合であっても、コモン電極とコモン電極の間の接続配線を、加工性よく、かつ、高い信頼性を維持しつつ形成するための構成を実現することである。

本発明は上記課題を解決するものであり、主な具体的な手段は次のとおりである。

（１）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、前記第１の基板には、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数の映像信号線と、半導体層と、画素電極と、前記複数の映像信号線に跨って形成されるコモン電極と、前記半導体層と前記画素電極を接続するためのスルーホールと、前記コモン電極に積層して形成され、前記映像信号線に沿って配置される複数のコモン金属配線が形成され、前記コモン電極は、前記スルーホール上で前記走査線延在方向と平行にスリットを有し、前記コモン金属配線の前記スリットとの交差位置において、前記コモン金属配線に絶縁膜を介してブリッジ配線を有し、前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、前記スリット両端の前記コモン電極上で、お互いに電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。

（２）第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、タッチパネル機能を含む液晶表示装置であって、前記第１の基板には、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数の映像信号線と、半導体層と、画素電極と、前記複数の映像信号線に跨って形成され、且つタッチパネル用の送信電極を兼ねるコモン電極と、前記半導体層と前記画素電極を接続するための第１のスルーホールと、前記コモン電極に積層して形成され、前記映像信号線に沿って配置される複数のコモン金属配線が形成され、前記コモン電極は、前記第１のスルーホール上で前記走査線延在方向と平行に複数の第１のスリットを有し、前記コモン金属配線の前記第１のスリットとの交差位置において、前記コモン金属配線に絶縁膜を介してブリッジ配線を有し、前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、前記第１のスリット両端の前記コモン電極上で、お互いに電気的に接続されており、前記コモン電極は、前記映像信号線に沿って、複数の第２のスリットを有し、前記第２の基板の前記液晶と接する面と反対側の面には、前記タッチパネル用の受信電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。

本発明による液晶表示装置の分解斜視図である。 液晶表示パネルの斜視図である。 コモン電極をタッチパネルの一方の電極とする場合のレイアウトの例を示す平面図である。 コモン金属配線を配置した平面図である。 ブリッジ配線を形成した平面図である。 本発明による画素部の平面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 図４の枠線Ｃの拡大平面図である。 図４の問題点を示す断面図である。 図５の枠線Ｂの拡大平面図である。 図１１のＥ−Ｅ断面図である。 実施例１の第２の形態を示す平面図である。 実施例２を示す平面図である。

以下に実施例を用いて本発明の内容を詳細に説明する。

図１は本発明による液晶表示装置の例を示す分解斜視図である。図１は、表示用としての液晶表示パネルにタッチパネルの機能も持たせたものである。図１において、ＴＦＴ基板１００の上に対向基板２００が配置し、対向基板２００の外側にタッチパネル用の電極が形成されている。このタッチパネル用電極を覆って、アクリル等の透明有機材料による保護膜２１０が形成されている。保護膜２１０を覆って上偏光板２２０が配置されている。上偏光板２２０を覆ってカバーガラス２４０が配置されている。図１には記載してないが、ＴＦＴ基板１００の下側に下偏光板が配置される。

図１において、対向基板２００の外側に形成されたタッチパネル用電極と接続をするために、対向基板の端部にはタッチパネル用フレキシブル配線基板５０が取り付けられている。なお、図１の液晶表示パネルをタッチパネルとして機能させるために、液晶表示パネルのＴＦＴ基板１００に形成されるコモン電極をパターニングしてタッチパネル用の他方の電極の機能を持たせている。

図１において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なった部分に表示領域１０が形成されている。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成され、ＴＦＴ基板１００が対向基板２００と重なっていない部分は端子部２０となっており、この部分にドライバＩＣ４０が搭載されている。端子部２０には、液晶表示装置に信号や電力を供給するために、メインフレキシブル配線基板が接続されるが、図１では省略されている。図１において、横方向すなわち、端子辺と直角方向をｙ軸、端子辺と平行方向をｘ軸としている。

図２は、図１の液晶表示装置における、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００で構成される液晶表示パネルについての斜視図である。図２におけるＴＦＴ基板１００の厚さは例えば０．１５ｍｍであり、対向基板２００の厚さは０．１５ｍｍである。

図２において、ＴＦＴ基板１００の上にシール材３０によって対向基板２００が接着し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が封入されている。シール材３０によって囲まれた領域が表示領域１０である。対向基板２００の外側には、タッチパネル用のＲｘ電極が形成され、ＴＦＴ基板１００の液晶層側には、コモン電極をパターニングすることよってタッチパネル用のＴｘ電極が形成されている。図２において、端子辺と平行方向がｘ軸であり、端子辺と直角方向がｙ軸である。以下の図面でも同様である。

図３は、ＴＦＴ基板に形成されたＴｘ電極を示す平面図である。図３において、走査線１１が横方向（ｘ方向）に延在し、縦方向（ｙ方向）に配列している。また、映像信号線１２が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線１１と映像信号線１２で囲まれた領域が画素１３になっている。

透明導電膜であるＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）で形成されたコモン電極１０９は、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）方式の液晶表示装置であれば、複数の画素１３に跨って平面上に配置される。ただし、コモン電極１０９の上下の層にある画素電極とＴＦＴのソース電極のコンタクトを行うために形成されたスルーホール１３０周辺は、コモン電極１０９には開口部が形成される。高精細化により、画素サイズが小さい場合、スルーホール１３０を避けるための開口部は複数の画素１３に渡って連続的に設けられる。図３の例では、コモン電極１０９は、走査線１１に沿って形成されているスルーホール１３０上で、横方向に、スリットが形成されている。コモン電極１０９は、縦方向には、スルーホール１３０を避けるように、映像信号線１２上となる位置に、部分的にブリッジ部１０９１によって接続している。図３におけるブリッジ部１０９１では、ブリッジが形成できるよう、平面で視て、両側の画素におけるスルーホール１３０の中心を画素の中心からずらす等の対策が取られる場合もある。

コモン電極１０９は、タッチパネルのＴｘ電極を兼ねる。本実施例においては、Ｔｘ電極はｙ方向に延設されるため、図３では、コモン電極１０９は、ｘ方向に画素６個分の幅を持ち、縦方向に延在するＴｘ電極を構成している。すなわち、６画素毎に映像信号線１２上には、コモン電極１０９の非形成部分（スリット）が形成され、Ｔｘ電極とＴｘ電極の間は、電気的に絶縁される。

尚、コモン電極１０９は、ＩＴＯで形成されるため、金属よりも電気抵抗が低い。特に、ＩＴＯで形成されるブリッジ部１０９１の部分では、抵抗が大きくなる。これを補うため、図４に示すように、コモン電極１０９に積層して、コモン金属配線１１０が形成される。コモン金属配線１１０は、映像信号線１２上に配置され、複数の画素１３に跨ってｙ方向に延設される。ただし、コモン電極１０９のｙ方向のスリット形成位置と、ブリッジ部１０９１の形成位置となる映像信号線１２上は形成されない。

図４に示すように、本実施例のコモン電極１０９は、走査線１１に沿って、スリットが形成され、そのスリットを乗り越えるように、コモン金属配線１１０が配置される。スリット位置には、コモン電極１０９の端面があるが、当然この部分でコモン電極１０９の厚さ分の段差が生じる。

図１０は、図３−１のＣ−Ｃ断面に相当する断面図である。図１０において、コモン電極１０９の厚さは１００ｎｍ、コモン金属配線１１０の厚さは例えば１００ｎｍである。図１０において、コモン金属配線１１０は、ＩＴＯで形成されたコモン電極１０９と有機絶縁膜１０８の両方に跨って配置される。この際、コモン電極１０９の端面による段差をコモン金属配線１１０が乗り超えるような配置となる。
製造工程において、コモン電極１０９が形成される際、端面がなだらかにならず、エッジが立った状態で形成されてしまう場合があり、このような時、図１０に示すように、コモン金属配線１１０が段差の影響で断線１１０１を生じる場合がある。このような断線１１０１が発生する場合は、１か所だけではなく、同じパネル内の複数個所で同時に発生する場合が多い。断線１１０１が発生する状態になると、図３−１において、ｙ方向側のコモン電極１０９同士の導通が取れなくなる。

本発明は、このコモン金属配線１２０の断線を対策するものであり、具体的には、図５で示すように、コモン電極１０９の走査線１１に沿ったスリット形成位置において、スリットを跨ぐように、ブリッジ部１１３を設けるものである。

図６は、図５における枠線Ａで示した画素１３の平面図である。また、図１１は、図５における枠線Ｂで示したブリッジ配線１１３周辺の拡大平面図である。
図６で示す画素１３は、ＩＰＳ方式の画素構造である。図６において、走査線１１が横方向（ｘ方向）に延在し、縦方向（ｙ方向）に配列している。また、映像信号線１２が縦方向に延在して横方向に配列している。走査線１１と映像信号線１２に囲まれた領域に画素電極１１２が形成されている。

図６において、半導体層１０２が映像信号線１２及び走査線１１よりも下層に形成されている。半導体層１０２はポリシリコン（ｐｏｌｙ-Ｓｉｌｉｃｏｎ）で形成されている。半導体層１０２は映像信号線１２とスルーホール１２１で接続し、映像信号線１２の下を延在して走査線１１の下を通過する。この時、第１のＴＦＴが形成される。半導体層１０２は屈曲して、再び走査線１１の下を通過して、画素電極１１２側に向かう。この時、第２のＴＦＴが形成される。なお、図２では、走査線１１がゲート電極を兼ねている。

半導体層１０２はスルーホール１２２を介してソース電極１０７と接続する。ソース電極１０７はスルーホール１３０等を介して画素電極１１２と接続する。したがって、画素電極１１３と映像信号線１２との間にＴＦＴが２個形成されており、いわゆるダブルゲート構成となっている。

図６において、画素電極１１２は、後で説明する容量絶縁膜１１１を介して下層に平面状に形成されたコモン電極１０９との間に形成され、液晶層３００を通過する電界によって液晶分子を回転させて、画素におけるバックライトからの光を制御する。図６では走査線１１の延在方向（ｘ方向）の画素ピッチが３０μｍ程度の小さな画素を想定しているので、画素電極１１２は単一の線状であるが、画素のサイズがもっと大きい場合は、画素電極１１２は内側にスリットを有する複数の線状の電極となることもある。

図６においては、画素電極はｙ方向に延在している。液晶の初期配向を決める配向膜の配向方向は矢印ＡＬで示されている。配向方向ＡＬは、ｙ方向とθだけ傾いている。電界が印加されたときに、液晶の回転方向を決めるためである。θは一般には、５度乃至１５度である。なお、配向方向をｙ方向にしたい場合は、画素電極１１２の延在方向をｙ方向に対してθだけ傾けることになる。この時、映像信号線１２もｙ方向に対してθだけ傾くことになる。

図６において、有機パッシベーション膜に形成されたスルーホール１３０の部分は画素電極１１２とＴＦＴとの接続を確実にとるために、やや複雑な構成となっている。スルーホール１３０は、有機パッシベーション膜に形成されるが、有機パッシベーション膜は２乃至４．５μｍ程度と、厚く形成されるので、液晶層側の開口径も大きくなり、断面は逆台形になっている。スルーホール１３０のソース電極１０７側が小さい径のスルーホール１３０１で、上側が大きい径のスルーホール１３０２である。

図６において、ソース電極１０７がスルーホール１２２を介して半導体層１０２と接続している。ソース電極１０７は有機パッシベーション膜に形成されたスルーホール１３０１を介して、スルーホール１３０を覆って形成されたコンタクト電極１５０と接続する。コンタクト電極１５０はＩＴＯで形成され、コモン電極１０９と同時に形成されるが、コモン電極１０９とは絶縁されている。

容量絶縁膜にはスルーホール１３０内にスルーホール１３５が形成され、このスルーホール１３５において、コンタクト電極１５０と画素電極１１２が接続する。すなわち、画素電極１１２は、コンタクト電極１５０を介してソース電極１０７と接続されている。

図６において、映像信号線１２の上に、有機パッシベーション膜を挟んで、コモン金属配線１１０が、平面で視て、重複して形成されている。コモン金属配線１１０は金属で形成されており、コモン電極１０９の電圧降下を防止する。図６において、上側の画素のコモン電極１０９と下側の画素のコモン電極１０９はコモン金属配線１１０およびＩＴＯで形成されたブリッジ配線１１３によって接続している。
図７は、図６のＡ−Ａ断面図である。図７において、例えばガラスで形成されたＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１が形成されている。液晶表示装置を湾曲可能とするためには、ガラス基板を０．２ｍｍ以下に薄くするか、ＴＦＴ基板１００をポリイミド等の樹脂で形成することが出来る。

下地膜１０１は、ガラスあるいは樹脂からの不純物が後で形成される半導体層１０２を汚染することを防止する役割を有する。下地膜１０１は一般には、窒化シリコン膜（以後ＳｉＮ膜という）と酸化シリコン膜（以下ＳｉＯ膜という）の積層膜で構成される。下地膜１０１の上に半導体層１０２が形成される。半導体層１０２は、まずＣＶＤによってａ−Ｓｉを形成し、その後、エキシマレーザを照射することによってＰｏｌｙ−Ｓｉに変換したものである。なお、下地膜１０１を構成するＳｉＮ、ＳｉＯ、半導体層となるａ−Ｓｉは、ＣＶＤによって連続して形成される。

半導体層１０２をパターニングした後、これを覆ってゲート絶縁膜１０３を形成する。ゲート絶縁膜１０３はＴＥＯＳ（テトラエトキシシラン）を原料としたＳｉＯ膜である。ゲート絶縁膜１０３の上にゲート電極１０４が形成される。ゲート電極１０４は例えば、ＭｏＷ（モリブデンタングステン）合金で形成され、ＭｏＷ合金をスパッタリング等で成膜した後、パターニングして形成する。図６の構成では、走査線１１がゲート電極１０４を兼用しており、半導体層１０２が走査線１の下を２回通過することによって、２個のＴＦＴが形成されるので、図７においては、ゲート電極１０４が２個形成されている。なお、走査線１１を低抵抗としたい場合は、ＡｌをＴｉ等でサンドイッチした構造が使用される。

ゲート電極１０４をパターニングした後、Ｐ（リン）、Ｂ（ボロン）等のイオンインプランテーションを行い、ゲート電極１０４で覆われた領域以外の半導体層１０２に導電性を付与する。これによって、半導体層１０２にドレイン領域１０２１及びソース領域１０２２を形成する。

その後、ゲート電極１０４を覆ってＳｉＮあるいはＳｉＯ、または、ＳｉＮとＳｉＯの積層膜によって層間絶縁膜１０５を形成する。層間絶縁膜１０５はＣＶＤによって形成することが出来る。層間絶縁膜１０５およびゲート絶縁膜１０３にスルーホール１２１を形成して、半導体層１０２のドレイン領域１０２１と映像信号線１２を接続する。この場合、映像信号線１２がドレイン電極１０６となる。

一方、半導体層１０２のソース領域１０２２は層間絶縁膜１０５及びゲート絶縁膜１０３に形成されたスルーホール１２２を介してソース電極１０７と接続する。ソース電極１０７は層間絶縁膜１０５上を延在して、スルーホール１３０において、画素電極１１２と接続する。

映像信号線１２とソース電極１０７は同じ材料で同時に形成される。映像信号線１２は例えば、アルミニウム（Ａｌ）を、ベースメタルであるチタン（Ｔｉ）およびキャップメタルであるチタン（Ｔｉ）でサンドイッチした構成である。ベースメタルの厚さｔ１は例えば１０ｎｍ、Ａｌの厚さｔ２は例えば８０ｎｍ、キャップメタルの厚さｔ３は例えば１０ｎｍである。なお、ＡｌはＡｌを主成分とする合金である場合が多い。また、Ｔｉの代わりにＭｏＷ等が使用される場合もある。Ａｌ、ＭｏＷ、Ｔｉ等はスパッタリングで形成される。

映像信号線１２、ソース電極１０７等を覆って有機パッシベーション膜１０８が形成されている。有機パッシベーション膜１０８は平坦化膜としての役割を有しているので、２乃至４．５μｍ程度と厚く形成される。ソース電極１０７と画素電極１１２を接続するために、有機パッシベーション膜１０８にスルーホール１３０が形成される。

図７において、ＩＴＯで形成されたコンタクト電極１５０がスルーホール１３０を覆うように形成されている。コンタクト電極１５０はコモン電極１０９と同時に形成されるが、コモン電極１０９とは絶縁されている。コンタクト電極１５０はスルーホール１３０の下部１３０１において、ソース電極１０７と接続している。コモン電極１０９と画素電極１１２を絶縁する容量絶縁膜１１１はスルーホール１３０内にも延在しているが、スルーホール１３０内において、容量絶縁膜１１１に形成された大きな開口部１３５を介して画素電極１１２とコンタクト電極１５０が接続する。画素電極１１２はコンタクト電極１５０を介してソース電極１０７と接続するが、容量絶縁膜１１１に形成された比較的大きな開口部１３５を介して接続するので、確実に導通をとることが出来る。

図７におけるスルーホール１３０の右外側において、有機パッシベーション膜１０８の上にコモン電極１０９が平面状に形成されている。コモン電極１０９はスルーホール１３０の部分からは除去されている。また、図７のスルーホール１３０の左外側ではコモン電極１０９は除去されている。その後、容量絶縁膜１１１をＳｉＮで形成する。容量絶縁膜１１１は、画素電極１１３との間に蓄積容量を形成するので、容量絶縁膜と呼ばれる。 コモン電極１０９はＩＴＯで形成されるが、ＩＴＯは金属に比べて抵抗が大きいので、コモン電極１０９における電圧降下が問題になる。これを防止するために、コモン電極１０９と接触してコモン金属配線１１０が形成される。ただし、図７におけるスルーホール１３０よりも左側は、コモン電極１０９の走査線１１に沿ったスリット形成位置となっているので、平面で視て、映像信号線１２と重複した部分には、ＩＴＯで形成されたコモン電極１０９は存在せず、コモン金属配線１１０、及び、画素電極１１２と同時に形成されたＩＴＯによるブリッジ配線１１３が形成されている。

画素電極１１２や容量絶縁膜１１１を覆って液晶分子を初期配向させるための配向膜１１４が形成される。容量絶縁膜１１１の上に形成された画素電極１１２に信号電圧が印加されると、図５に示すような電気力線が発生し、液晶分子３０１を回転させて画素におけるバックライトからの光の透過を制御する。これによって画像を形成する。

図７において、液晶層３００を挟んで、対向基板２００が配置している。対向基板２００の内側、すなわち、液晶層３００側にはブラックマトリクス２０２とカラーフィルタ２０１が形成されている。カラーフィルタ２０１およびブラックマトリクス２０２を覆ってオーバーコート膜２０３が形成されている。オーバーコート膜２０３は、カラーフィルタ２０２からの顔料が液晶層を汚染することを防止する。オーバーコート膜２０３の上には、配向膜２０４が形成され、液晶分子３００を初期配向させる。

図７において、対向基板２００の外側、すなわち、視認者側には、タッチパネルのＲｘ電極が形成され、Ｒｘ電極を覆って保護膜２１０が形成されている。Ｒｘ電極と、コモン電極１０９で形成されるＴｘ電極との間に容量Ｃｔが発生する。人間が対向基板２００の表面をタッチすると、容量Ｃｔが変化し、これによってタッチ位置を検出する。

図８は図６のＢ−Ｂ断面図である。図８において、ＴＦＴ基板１００の上に下地膜１０１、ゲート絶縁膜１０３、層間絶縁膜１０５が形成され、その上に映像信号線１２が形成されている。映像信号線１２を覆って有機パッシベーション膜１０８が形成され、その上にコモン電極１０９が形成されている。Ｂ−Ｂ断面においては、図６に示すように、ｙ方向上側のコモン電極１０９とｙ方向下側のコモン電極１０９は分断され、この部分は、コモン金属配線１１０によって接続されている。

コモン金属配線１１０に異常が無ければ上側のコモン電極１０９と下側のコモン電極１０９はコモン金属配線１１０によって導通するが、コモン金属配線１１０は、コモン電極１０９の端面の段差を吸収できずに、断線を起こす可能性がある。これに対して、本発明では、コモン電極１０９およびコモン金属配線１１０を覆って形成される容量絶縁膜の上に、画素電極１１２と同時に形成されるＩＴＯによるブリッジ配線１１３によって、ｙ方向上側のコモン電極１０９とｙ方向下側のコモン電極１０９を接続している。具体的には、容量絶縁膜１１１に形成したスルーホール１４１および１４２を介して、ブリッジ配線１１３とコモン金属配線１１０が接続している。これによって、上側の画素のコモン電極１０９と下側の画素のコモン電極１０９が導通不良になることを防止している。ブリッジ配線１１３および容量絶縁膜１１１を覆って配向膜１１４が形成されている。

液晶層３００を挟んで対向基板２００が配置されていることは図７で説明したのと同様である。図８は図６のＢ−Ｂ断面に対応するので、対向基板にはブラックマトリクス２０２のみが存在している。その他の対向基板２００の構成は図７で説明したのと同様である。図８は２つのコモン電極を本発明による構成によって接続している状態を示すものである。

上述したように、本実施例においては、コモン金属配線１１０の上には容量絶縁膜１１１が形成されているので、容量絶縁膜１１１にスルーホール１４１および１４２を形成してコモン金属配線１１０とブリッジ配線１１３を接続している。このような構成によって、仮に、コモン金属配線１１０が断線を生じても、ＩＴＯで形成されたブリッジ配線１１３によってコモン電極１０９間の導通をとることが出来る。

容量絶縁膜１１１に形成するスルーホール１４１、１４２は、他の領域例えば、スルーホール１３０において容量絶縁膜１１１に形成する開口部１３５と同時に形成されるので、プロセス負荷が増大することは無い。また、ブリッジ配線１１３は画素電極１１２と同時に形成されるので、プロセス負荷になることは無い。

図１２は図１１のＥ−Ｅ断面図である。なお、図１２のＤ−Ｄ断面は図８と同じである。図１２において、層間絶縁膜１０５の上に映像信号線１２が形成され、これを覆って有機パッシベーション膜１０８が形成されている。有機パッシベーション膜１０８にはスルーホールが形成されているが、図１２では、スルーホール１３０の上端１３０２付近が見えている。なお、スルーホール上端１３０２は一般には、はっきりした境界は見えないが、図１２では便宜的に記載している。

スルーホール１３０を覆ってコンタクト電極１５０が形成されている。コンタクト電極はスルーホールの１３０周辺まで覆うように形成している。また、スルーホール１３０とスルーホール１３０の間にコモン金属配線１１０が形成されている。コンタクト電極１５０とコモン金属配線１１０の間隔は、例えば、ｄ１である。ｄ１は２．５μｍ程度の小さな値であっても、コンタクト電極１５０とコモン金属配線１１０は別工程のフォトリソグラフィで形成されるので、レジストのパターニングの問題はない。

図１２において、コンタクト電極１５０、コモン金属配線１１０を覆って容量絶縁膜１１１が形成されている。そして、容量絶縁膜１１１の上にコモン金属配線１１０と重複してＩＴＯによるブリッジ配線１１３が形成されている。ブリッジ配線１１３は図１１に示すように、スルーホール１４１および１４２でコモン金属配線１１０と接続している。したがって、図１１におけるｙ方向上側のコモン電極１０９とｙ方向下側のコモン電極１０９は確実に導通を取ることが出来る。ブリッジ配線１１３および容量絶縁膜１１１を覆って配向膜１１４が形成されている。

図１３はブリッジ配線１１３の変形例を示す拡大平面図である。図１３が図１１と異なる点は、ブリッジ部におけるコモン金属配線１１０の幅とブリッジ配線１１３の幅が小さくなっている点である。画素サイズがさらに小さくなると、コモン金属配線１１０等とコンタクト電極１５０の間隔ｄ１がさらに小さくなる。

間隔ｄ１が小さい場合、本発明によれば、レジストのパターニングは問題なくなるが、マスク合わせの問題が生じてくる。また、コンタクト電極１５０とコモン金属配線１１０との電気的な絶縁を確保するために、ｄ１は所定の値が必要である。そこで、図１３では、例えば、コモン金属配線１１０とブリッジ配線１１３の幅は映像信号線１２と同じ程度にまで小さくしている。これによってより高精細の画面に対応できるようになる。

コモン金属配線１１０の幅が小さくなると、断線による接続不良が生じやすくなるが、仮に断線が生じてもブリッジ配線１１３によって接続することが出来るので、コモン電極１０９間の導通の問題は生じない。図１３におけるＦ−Ｆ断面は図８と同じである。

なお、図１２に示すように、コンタクト電極１１０とブリッジ配線１１３は別層に形成されているので、ブリッジ配線１１３の幅をコモン金属配線１１０の幅よりも広げることが出来る。つまり、ブリッジ配線１１３とコンタクト電極１５０は容量絶縁膜１１１によって絶縁されているので、コンタクト電極１０９とブリッジ配線１１３が導通してしまうという問題は生じない。したがって、本発明は、より高精細な画素構成に対応することが出来る。

図１１及び図１３では、スルーホール１４１、１４２を介してコモンメタル配線１０９とブリッジ配線１１３が接続しているが、スルーホールを、コモンメタル配線１１０の上に溝状に形成してもよい。そしてこの溝状のスルーホールを覆ってブリッジ配線１１３を形成する構成とすることもできる。

図６等において、コンタクト電極１５０の中心は２本の映像信号線１２の間の中心に存在しているが、レイアウトの都合上、コンタクト電極１５０が映像信号線の１方の側に偏心して形成される場合がある。このような場合、一方の側においてコンタクト電極１５０とコモンメタル配線１１０等との距離が小さくなるので、本発明はより効果を発揮することになる。

図９は、図５の枠線Ｃに相当する平面図である。左側の画素と右側の画素の境界には映像信号線１２が存在している。画素には、スルーホール１３０が形成されているが、スルーホールを覆ってコモン電極１０９と同時に形成されたＩＴＯによるコンタクト電極１５０が形成されている。コンタクト電極１５０はコモン電極１０９と同時に形成されるが、コモン電極１０９とは絶縁されている。そして、コンタクト電極１５０は、画素電極１１２と同じ電位となる。

図９は、スルーホール１３０のｙ方向上側のコモン電極１０９とスルーホール１３０のｙ方向下側のコモン電極１０９がブリッジ部１０９１によってつながっている状態である。この状態であれば、ブリッジ部１０９１は、当然ながらコモン電極１０９と同層であるため、コモンメタル配線１１０のような断線は生じない。本実施例では、部分的にこのようなコモン電極１０９と同時に形成するブリッジ部１０９１も設けているため、ｙ方向におけるコモン電極１０９同士の導通信頼性を向上することができる。

図１４は、本発明を他の画素配置の構成に対して適用した場合のスルーホール１３０付近の平面図である。図１４は、本発明の説明に不要な層は省略している。図１５において、走査線１１のｙ方向上側の画素を第１の画素、走査線１１のｙ方向下側の画素を第２の画素と呼ぶ。図１４が、実施例１の図３あるいは図６と異なる点は、第１の画素における映像信号線１２がｙ軸方向からθだけ傾き、第２の画素における映像信号線１２がｙ軸方向から−θだけ傾いている点である。

図１４の配向膜の配向軸方向ＡＬはｙ軸方向である。このような構成においては、電圧が画素電極１１２に印加された場合、液晶分子の回転が上側の第１の画素と下側の第２の画素とは逆側になる。したがって、方位角方向において、視野角を均一にすることが出来る。このような構成を疑似マルチドメイン構成とよんでいる。

このような、図１４の構成においても、実施例１で説明した本発明の構成はそのまま適応することが出来る。図１４において、上側の第１の画素のコモン電極１０９と下側の第２の画素のコモン電極１０９はコモンメタル配線１１０およびブリッジ配線１１３によって電気的に接続している。図１４のブリッジ部の構成は、実施例１における図１３と同じであるが、実施例１の図１１と同じであってもよい。このように、本発明は、映像信号線１２の傾き、あるいは、画素の配置構成に関わらず適用することが出来る。

実施例１および実施例２では、図６あるいは図７に示すように、画素電極１１２がコモン電極１０９よりも上層に形成された構成である。これとは逆に、ＩＰＳ方式の構成として、スリットを有するコモン電極１０９が画素電極１１２よりも上層に形成される場合も存在する。このような構成であっても、コモン電極１０９をタッチパネルの一方の電極として使用することが可能であり、このような場合も、本発明を適用することが出来る。

また、実施例１及び実施例２は、対向基板２００の表側、つまり、液晶層と対向していない側と、ＴＦＴ基板１００とでタッチパネルを構成する構成で説明をした。しかし、本発明は、タッチパネルが形成されていない、通常の液晶表示装置についても適用することが出来る。すなわち、画素ピッチが小さくなるにつれて、スルーホール１３０に形成されたコンタクト電極１５０とｙ方向上側の画素行におけるコモン電極１０９とｙ方向下側の画素行におけるコモン電極１０９を接続する場合、同様な問題を生ずるからである。

１０…表示領域、 １１…走査線、 １２…映像信号線、 １３…画素、 ２０…端子領域、 ３０…シール材、 ４０…ドライバＩＣ、 ５０…タッチパネル用フレキシブル配線基板、 １００…ＴＦＴ基板、 １０１…第１下地膜、 １０２…半導体層、 １０３…ゲート絶縁膜、 １０４…ゲート電極、 １０５…層間絶縁膜、 １０６…ドレイン電極、 １０７…ソース電極、 １０８…有機パッシベーション膜、 １０９…コモン電極、 １１０…コモン金属配線、 １１１…容量絶縁膜、 １１２…画素電極、 １１３…ブリッジ配線、 １１４…配向膜、 １２１…スルーホール、 １２２…スルーホール、 １３０…スルーホール、 １３５…開口部、 １４１…スルーホール、 １４２…スルーホール、 １５０…コンタクト電極、 ２００…対向基板、 ２０１…カラーフィルタ、 ２０２…ブラックマトリクス、 ２０３…オーバーコート膜、 ２０４…配向膜、 ２１０…保護膜、 ２２０…上偏光板、 ２４０…カバーガラス、 ３００…液晶層、 ３０１…液晶分子、 １０２１…ドレイン領域、 １０２２…ソース領域、 １０９１…コモン電極によるブリッジ部、 １１０１…断線、 １３０１…スルーホールの小孔、 １３０２…スルーホールの大孔、 Ｃｔ…タッチパネル電極間容量、 Ｒｘ…タッチパネル用レシーバ電極、 Ｔｘ…タッチパネル用トランスファー電極

Claims (13)

1. 第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持された液晶表示装置であって、
   前記第１の基板には、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数の映像信号線と、半導体層と、画素電極と、前記複数の映像信号線に跨って形成されるコモン電極と、前記半導体層と前記画素電極を接続するためのスルーホールと、前記コモン電極に積層して形成され、前記映像信号線に沿って配置される複数のコモン金属配線が形成され、
   前記コモン電極は、前記スルーホール上で前記走査線延在方向と平行にスリットを有し、
   前記コモン金属配線の前記スリットとの交差位置において、前記コモン金属配線に絶縁膜を介してブリッジ配線を有し、
   前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、前記スリット両端の前記コモン電極上で、お互いに電気的に接続されていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 前記ブリッジ配線は、透明導電膜によって形成されることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 前記ブリッジ配線は、前記画素電極と同層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。
4. 前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、平面で視て、前記映像信号線と重複して形成され、前記コモン金属配線の幅は前記映像信号線の幅よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の液晶表示装置。
5. 前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、平面で視て、前記映像信号線と重複して形成され、前記コモン金属配線の幅は前記映像信号線の幅と同じであることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
6. 前記コモン金属配線の前記スリット上の幅は、前記コモン金属配線の前記コモン電極上の幅に対して、平面で視て、小さいことを特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
7. 前記映像信号線は、前記スリットの一方において、第１の角度θを成して延在し、前記スリットの他方において、前記第１の角度θと逆方向である角度−θを成して延在し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。
8. 前記コモン電極は前記画素電極よりも第１の基板側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。
9. 第１の基板と第２の基板の間に液晶が挟持され、タッチパネル機能を含む液晶表示装置であって、
   前記第１の基板には、複数の走査線と、前記走査線と交差する複数の映像信号線と、半導体層と、画素電極と、前記複数の映像信号線に跨って形成され、且つタッチパネル用の送信電極を兼ねるコモン電極と、前記半導体層と前記画素電極を接続するための第１のスルーホールと、前記コモン電極に積層して形成され、前記映像信号線に沿って配置される複数のコモン金属配線が形成され、
   前記コモン電極は、前記第１のスルーホール上で前記走査線延在方向と平行に複数の第１のスリットを有し、
   前記コモン金属配線の前記第１のスリットとの交差位置において、前記コモン金属配線に絶縁膜を介してブリッジ配線を有し、
   前記コモン金属配線と前記ブリッジ配線は、前記第１のスリット両端の前記コモン電極上で、お互いに電気的に接続されており、
   前記コモン電極は、前記映像信号線に沿って、複数の第２のスリットを有し、
   前記第２の基板の前記液晶と接する面と反対側の面には、前記タッチパネル用の受信電極が形成されていることを特徴とする液晶表示装置。
10. 前記受信電極は、前記走査線の延在方向と平行に延在し、前記走査線延在方向と直角方向に配列していることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
11. 前記第２のスリットの間隔は、前記タッチパネルの前記送信電極の幅であることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
12. 前記ブリッジ配線は、透明導電膜によって形成されることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。
13. 前記ブリッジ配線は、前記画素電極と同層に形成されていることを特徴とする請求項９に記載の液晶表示装置。

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