JP6378949B2

JP6378949B2 - 液晶表示装置

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Inventors: ▲げん▼ 承車; 廣培朴; 元鎭金
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Description

本発明は、液晶表示装置に関するものである。

液晶表示装置（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）は、現在、最も幅広く使用されているフラットパネル表示装置（ＦｌａｔＰａｎｅｌＤｉｓｐｌａｙ）の一つであって、電極に電圧を印加して液晶層の液晶分子を再配列させることにより、透過する光の量を調節する表示装置である。

液晶表示装置は、薄型化が容易という長所を有しているが、前面視認性に比べて側面視認性が劣るという短所がある。この短所を克服するために、多様な方式の液晶配列及び駆動方法が開発されている。広視野角を実現して側面視認性を向上させるための方法として、画素電極及び共通電極を一つの基板に形成する液晶表示装置が注目されている。

一方、液晶表示装置の駆動部は、多数の集積回路チップの形態で表示パネルに直接装着されるか、またはフレキシブル回路フィルムなどに装着されることによって表示パネルに装着される。このような集積回路チップは、液晶表示装置の製造費用において高い比率を占める。特に、データ電圧を印加するデータ線の数が多くなるほど、液晶表示装置の駆動部の費用が高くなる。

また、液晶表示装置に設けられた複数の画素のうち、信号線の短絡などによって不良画素が発生する場合がある。不良画素をリペアする方法としては、画素電極に共通電圧を印加してブラックに表示させる方法がある。このようなリペア方法では、リペアパターンなしで透明な二つの電界生成電極を互いに接続すると、電界生成電極が互いに接続せずに切れることがある。また、電界生成電極が互いに切れないように接続するためのリペアパターンを形成すると、液晶表示装置の開口率が減少することがある。

本発明の目的は、液晶表示装置の開口率の低下を防止しつつ不良画素のリペアが可能であり、共通電圧線の信号遅延を抑えると同時にデータ線の数を減らすことで、液晶表示装置の駆動部の費用を節減できる液晶表示装置を提供することにある。

本発明の一実施形態に係る液晶表示装置は、絶縁基板と、前記絶縁基板上に位置するゲート線及びデータ線と、前記絶縁基板上に位置するリペアパターンと、前記ゲート線、データ線、及び前記リペアパターンの上に位置する第１保護膜と、前記第１保護膜の上に位置して、第２保護膜を介して互いに重なる画素電極及び共通電極と、を含み、前記リペアパターンは前記画素電極と重なる。

前記液晶表示装置は、前記絶縁基板上に位置する共通電圧線をさらに含み、前記リペアパターンは前記共通電圧線から拡張されてもよい。

前記共通電圧線と前記リペアパターンは、前記データ線と同一層で形成されてもよい。

前記共通電圧線は、互いに隣接する二つの前記データ線の間に位置し、前記二つの前記データ線と平行な方向に延在してもよい。

前記互いに隣接する二つのデータ線の間に二つの画素電極が位置してもよい。

前記リペアパターンは、前記ゲート線と隣接した前記画素電極の周縁部に位置してもよい。

前記画素電極と前記共通電極のうちの一つは平面形状を有し、他の一つは複数の枝電極を含み、前記リペアパターンは、前記複数の枝電極と重ならなくてもよい。

前記リペアパターンは、前記画素電極の中央部分に位置してもよい。

前記リペアパターンは、前記共通電極と重なってもよい。

前記リペアパターンは、前記ゲート線と同一層で形成されてもよい。

本発明の実施形態による液晶表示装置によれば、液晶表示装置の開口率の低下を防止しつつ不良画素のリペアが可能であり、共通電圧線の信号遅延を抑えると同時にデータ線の数を減らすことで、液晶表示装置の駆動部の費用を節減できる。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の画素配列を示す図面である。本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。図２の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図である。図２の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図である。図２の液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。図７の液晶表示装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。図９の液晶表示装置のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。図９の液晶表示装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図である。図９の液晶表示装置のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。

添付した図面を参照しながら、本発明の実施形態について、本発明が属する技術分野における通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。しかし、本発明は種々の異なる形態により実現でき、ここで説明する実施形態に限られない。

図面において、種々の層及び領域を明確に表現するために、厚さを拡大して示した。明細書の全体にわたって類似する部分に対しては同一の図面符号を付した。層、膜、領域、板などの部分が他の部分の「上」にあるというとき、これは他の部分の「すぐ上」にある場合だけでなく、その中間に他の部分がある場合も含む。一方、ある部分が他の部分の「すぐ上」にあるというときには、中間に他の部分がないことを意味する。

＜第１実施形態＞
最初に、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の信号線及び画素の配置について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の信号線と画素の配置を示す図面である。

図１を参照すれば、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、複数の表示信号線Ｇ１−Ｇ２ｎ、Ｄ１−Ｄｍ、及びこれらに接続されて、ほぼ行列状に配列された複数の画素ＰＸを含む。

表示信号線Ｇ１−Ｇ２ｎ、Ｄ１−Ｄｍは、ゲート信号（「走査信号」ともいう）を伝達する複数のゲート線Ｇ１−Ｇ２ｎと、データ信号を伝達するデータ線Ｄ１−Ｄｍとを含む。ゲート線Ｇ１−Ｇ２ｎは、ほぼ行方向に延在して、互いにほぼ平行であり、データ線Ｄ１−Ｄｍは、ほぼ列方向に延在して、互いにほぼ平行である。なお、データ線Ｄ１−Ｄｍは、データ信号線と称する場合もある。

各対のゲート線Ｇ２ｉ−１、Ｇ２ｉ（ｉ＝１、２、．．．、ｎ）は、一行の画素ＰＸを挟むように配置されて、各画素ＰＸに接続されている。また、データ線Ｄｊ（ｊ＝１、２、３）は、二列の画素ＰＸの間にそれぞれ配置されて、左右の各画素ＰＸに接続されている。さらに具体的には、一行の画素ＰＸは、隣接したデータ線Ｄｊに接続されるとともに、隣接した一対のゲート線Ｇ２ｉ−１、Ｇ２ｉに交互に接続されている。一列の画素ＰＸは、隣接したデータ線Ｄｊに接続されるとともに、隣接した二つのゲート線Ｇ２ｉ−１、Ｇ２ｉのうちの同一側のゲート線に接続されている。例えば、同一のデータ線Ｄｊに接続されて、そのデータ線Ｄｊを中心に左右に位置した二つの画素ＰＸのうち、左側に位置した画素ＰＸは、上側ゲート線Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、．．．に接続され、右側に位置した画素ＰＸは、下側ゲート線Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６、．．．に接続されている。換言すれば、ｉ行目（ｉ＝１、２、．．．、ｎ）の画素行において、２ｋ−１番目画素（ｋ＝１、２、．．．、ｍ／２）は、２ｉ−１番目ゲート線Ｇ２ｉ−１とｋ番目データ線Ｄｋに接続され、２ｋ番目画素は、２ｉ番目ゲート線Ｇ２ｉとｋ番目データ線Ｄｋに接続されている。これとは異なり、各画素行において、２ｋ−１番目画素（ｋ＝１、２、．．．、ｍ／２）は、２ｉ番目ゲート線Ｇ２ｉとｋ番目データ線Ｄｋに接続され、２ｋ番目画素は、２ｉ−１番目ゲート線Ｇ２ｉ−１とｋ番目データ線Ｄｋに接続されている。

このように配置すれば、データ線Ｄｊの数を画素列数の半分に減らすことができるので、データ駆動部の費用は減少し、これによって液晶表示装置の製造費用を節減できる。

以下、図２乃至図５を参照して、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図２は、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図３は、図２の液晶表示装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った断面図であり、図４は、図２の液晶表示装置のＩＶ−ＩＶ線に沿った断面図であり、図５は、図２の液晶表示装置のＶ−Ｖ線に沿った断面図である。

図３を参照すれば、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示パネル１００及び上部表示パネル２００と、二つの表示パネル１００、２００の間に注入されている液晶層３とを含む。

（１）下部表示パネル１００
下部表示パネル１００について説明する。

第１絶縁基板１１０の上には、図２に示すように、複数のゲート線１２１ａ、１２１ｂが形成されている。ゲート線１２１ａ、１２１ｂは、一つの画素行ごとに、当該画素行に沿って配置されている。以下では、本段画素行に沿って配置される複数のゲート線１２１ａ、１２１ｂのうち、前段画素行側（紙面上側）に配置されているゲート線を第１ゲート線１２１ａと称し、後段画素行側（紙面下側）に配置されているゲート線を第２ゲート線１２１ｂと称する。第１ゲート線１２１ａは、隣接する前段画素行に沿って配置されている第２ゲート線１２１ｂと隣接して配置される。第２ゲート線１２１ｂは、隣接する後段画素行に配置されている第１ゲート線１２１ａと隣接して配置される。したがって、本段画素行に沿って配置されている第１ゲート線１２１ａは、隣接する前段画素行に配置されている第２ゲート線１２１ｂと対をなして、画素行間に配置される。同様に、本段画素行に沿って配置されている第２ゲート線１２１ｂは、隣接する後段画素行に配置されている第１ゲート線１２１ａと対をなして、画素行間に配置される。

第１ゲート線１２１ａは第１ゲート電極１２４ａを含み、第２ゲート線１２１ｂは第２ゲート電極１２４ｂを含む。第１ゲート線１２１ａは、列方向に延在する第１縦部１２２ａを含み、第２ゲート線１２１ｂは、列方向に延在する第２縦部１２２ｂを含む。

図３に示すように、ゲート線１２１ａ、１２１ｂ（縦部１２２ａ、１２２ｂを含む）の上には、ゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０の上には、第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂが形成されている。半導体１５４ａ、１５４ｂの上には、複数のオーミックコンタクト部材１６３、１６５が形成されている。

オーミックコンタクト部材１６３、１６５の上には、複数のデータ線１７１ａ、１７１ｂ、複数のドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、複数の共通電圧線１３１、及び複数の第１リペアパターン３１ａを含むデータ導電体が形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、データ信号を伝達し、主に列方向に延在してゲート線１２１ａ、１２１ｂと交差する。データ線１７１ａ、１７１ｂは、二つの画素電極１９１を介して配置されている第１データ線１７１ａと第２データ線１７１ｂを含む。

各データ線１７１ａ、１７１ｂは、二つの画素列ごとに、それぞれ配置されている。各データ線１７１ａ、１７１ｂは、画素列に沿ってデータ線１７１ａ、１７１ｂの左側と右側に配置されている画素の画素電極１９１と交互に接続されている。このように、各データ線１７１ａ、１７１ｂが、左右に配置されている二つの画素電極１９１に接続して、データ電圧を印加することにより、データ線１７１ａ、１７１ｂの数を半分に減少できる。したがって、液晶表示装置の費用を節減できる。

第１データ線１７１ａは、第１ゲート電極１２４ａに向かって延在した第１ソース電極１７３ａを含み、第２データ線１７１ｂは、第２ゲート電極１２４ｂに向かって延在した第２ソース電極１７３ｂを含む。

第１ドレイン電極１７５ａは、第１ゲート電極１２４ａを中心に第１ソース電極１７３ａと対向する一端部と、面積の広い他端部を含む。

第２ドレイン電極１７５ｂは、第２ゲート電極１２４ｂを中心に第２ソース電極１７３ｂと対向する一端部と、面積の広い他端部を含む。

共通電圧線１３１は、二つのデータ線１７１ａ、１７１ｂの間に配置されて、データ線１７１ａ、１７１ｂと平行に延在する。共通電圧線１３１は複数の拡張部１３５を含む。共通電圧線１３１の拡張部１３５は、第１ゲート線１２１ａ及び第２ゲート線１２１ｂのそれぞれの縦部１２２ａ、１２２ｂの間に形成されている。

このように、共通電圧線１３１の拡張部１３５を第１ゲート線１２１ａ及び第２ゲート線１２１ｂのそれぞれの縦部１２２ａ、１２２ｂの間に配置することにより、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと共通電圧線１３１の拡張部１３５が形成する面積を減らせる。

共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうち一部の拡張部１３５は、後述するコンタクトホール１８４と重なり、また、他の一部の拡張部１３５は、後述するスペーサ３２５と重なる。

複数の第１リペアパターン３１ａは共通電圧線１３１から突出している。複数の第１リペアパターン３１ａは、図２、４に示すように、後述する画素電極１９１及び共通電極２７０と重なる。

複数の第１リペアパターン３１ａは、第２ゲート線１２１ｂに隣接する部分に位置し、画素領域の周縁部に位置する。

図３乃至図５に示すように、データ導電体１７１ａ、１７１ｂ、１７５ａ、１７５ｂ、１３１、露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、及び画素電極１９１の上には、第１保護膜１８０ａが形成されている。第１保護膜１８０ａは、有機絶縁物質または無機絶縁物質などで形成される。

第１保護膜１８０ａの上には有機膜８０が形成されている。有機膜８０は第１保護膜１８０ａより厚さが厚く、平坦な表面を有してもよい。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の場合、有機膜８０は省略されてもよい。本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の場合、有機膜８０はカラーフィルタであってもよく、この場合、有機膜８０の上に配置されている膜をさらに含んでもよい。例えば、カラーフィルタの上に配置されて、カラーフィルタの顔料が液晶層に流入するのを防止するためのキャッピング層をさらに含んでもよく、キャッピング層は窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）のような絶縁物質で形成されてもよい。

第１保護膜１８０ａと有機膜８０には、共通電圧線１３１の拡張部１３５を露出する第１コンタクトホール１８４、及びドレイン電極１７５の一部分を露出する第２コンタクトホール１８５が形成されている。

第１実施形態に係る液晶表示装置において、共通電圧線１３１を露出する第１コンタクトホール１８４はゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならない。第１コンタクトホール１８４が配置される共通電圧線１３１の拡張部１３５もゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならなくてもよい。

このように、共通電圧線１３１を露出する第１コンタクトホール１８４をゲート線１２１ａ、１２１ｂと離隔するように形成することにより、第１コンタクトホール１８４を形成する段階で発生しうる静電気がゲート絶縁膜１４０に侵入して、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと共通電圧線１３１が短絡（ｓｈｏｒｔ）するのを防止できる。

また、共通電圧線１３１の拡張部１３５をゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならないように形成することにより、共通電圧線１３１の拡張部１３５に段差が生じないように形成でき、第１コンタクトホール１８４が、位置に応じて高低差なく対称的に形成され得る。したがって、第１コンタクトホール１８４を通じて接続する共通電圧線１３１と共通電極２７０の物理的・電気的接続の信頼度を高めることができる。

第１保護膜１８０ａの上には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は、一つの画素領域の大部分を占めるような平面形状（ｐｌａｎａｒｓｈａｐｅ）を有していてもよい。画素電極１９１の全体的な形状は、ゲート線１２１ａ、１２１ｂ、データ線１７１ａまたは１７１ｂ、及び共通電圧線１３１にほぼ平行な辺を有する多角形であってもよい。画素電極１９１は、ＩＴＯ（ＩｎｄｉｕｍＴｉｎＯｘｉｄｅ）またはＩＺＯ（ＩｎｄｉｕｍＺｉｎｃＯｘｉｄｅ）などの透明な導電物質で形成されてもよい。

画素電極１９１は、第２コンタクトホール１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続し、データ電圧の印加を受ける。

画素電極１９１の上には第２保護膜１８０ｂが形成されている。第２保護膜１８０ｂは有機絶縁物質または無機絶縁物質などで形成されてもよい。

第２保護膜１８０ｂの上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は複数の第１枝電極２７１を含み、隣接する画素に配置されている共通電極２７０と互いに接続されている。

共通電極２７０は、第１保護膜１８０ａに形成されている第１コンタクトホール１８４を通じて共通電圧線１３１と物理的・電気的に接続されており、これから共通電圧の印加を受ける。

データ電圧の印加を受けた画素電極１９１は、共通電圧の印加を受けた共通電極２７０と共に液晶層３に電界を生成する。

共通電極２７０の複数の第１枝電極２７１は、平面形状の画素電極１９１と重なる。

（２）上部表示パネル２００
次に、上部表示パネル２００について説明する。図５に示すように、第２絶縁基板２１０の上に遮光部材２２０が形成されている。第２絶縁基板２１０の上には、また、複数のカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０の大部分は、遮光部材２２０によって取り囲まれた領域内に存在してもよい。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の場合、下部表示パネル１００に配置する有機膜８０はカラーフィルタであってもよく、上部表示パネル２００にはカラーフィルタ２３０を配置しなくてもよい。この場合、遮光部材２２０も、上部表示パネル２００ではなく下部表示パネル１００の上に配置してもよい。

カラーフィルタ２３０及び遮光部材２２０の上には保護膜（ｏｖｅｒｃｏａｔ）２５０が形成されている。保護膜２５０は、（有機）絶縁物で形成されてもよく、カラーフィルタ２３０が露出するのを防止し、平坦面を提供する。保護膜２５０は省略してもよい。

下部表示パネル１００と上部表示パネル２００の間には、図２、５に示すように、スペーサ３２５が形成されている。スペーサ３２５は、共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部と重なる位置に配置される。

共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のための第１コンタクトホール１８４は、スペーサ３２５と重なる共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５上には、配置されない。

このように、スペーサ３２５が配置される位置には、共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のための共通コンタクトホールを形成しないことにより、スペーサ３２５の下部の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。また、スペーサ３２５がゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならないことにより、スペーサ３２５の下部層の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。

第１実施形態に係る液晶表示装置において、液晶表示装置の共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部は、共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のために第１コンタクトホール１８４と重なり、拡張部１３５の他の一部は、スペーサ３２５と重なる。また、スペーサ３２５が配置される位置には、共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のための共通コンタクトホールを形成しないことにより、スペーサ３２５の下部の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。また、スペーサ３２５がゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならないことにより、スペーサ３２５の下部層の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。

第１実施形態に係る液晶表示装置において、下部表示パネル１００と上部表示パネル２００との間隔を維持するために、スペーサ３２５を共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部と重なる位置に配置している。これにより、スペーサ３２５が配置される領域の光漏れを別途の遮光部材を利用して防止する必要がなくなる。それゆえに、液晶表示装置の開口率の低下を効率的に抑えられる。

（３）液晶層３
下部表示パネル１００と上部表示パネル２００の間に挿入されている液晶層３は、液晶分子（図示せず）を含み、液晶分子は電界がない状態で、その長軸が二つの表示パネル１００、２００の表面に対して水平になるように配向されていてもよい。

（４）第１リペアパターン３１ａ
図４を参照して、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の第１リペアパターン３１ａについてさらに詳細に説明する。

複数の第１リペアパターン３１ａは、共通電圧線１３１から突出している。複数の第１リペアパターン３１ａは、第１領域Ａで画素電極１９１及び共通電極２７０と重なる。

万一、液晶表示装置の製造工程中、複数の画素のうち一部の画素で不良が発生して、所望の映像を表示できない場合、不良画素が容易に視認されないように、画素電極１９１に共通電圧を印加して、不良画素をブラックの画素として表示する。

画素電極１９１に共通電圧を印加するようにリペアするために、第２保護膜１８０ｂを介して互いに重なる画素電極１９１と共通電極２７０を互いに短絡（ｓｈｏｒｔ）させなければならない。

このような短絡のためにレーザなどを利用して、画素電極１９１と共通電極２７０の間に位置する第２保護膜１８０ｂを除去し、相対的に上に位置する共通電極２７０を溶かして、相対的に下に位置する画素電極１９１と結合するようにリペアする。しかし、画素電極１９１と共通電極２７０が第２保護膜１８０ｂを介して互いに重なる場合、画素電極１９１と共通電極２７０はいずれも相対的に厚さの薄い透明な導電体からなるので、画素電極１９１と共通電極２７０の間に位置する第２保護膜１８０ｂを除去しようとする場合、第２保護膜１８０ｂと共に画素電極１９１と共通電極２７０が除去されてしまうことがある。

本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、共通電圧線１３１から拡張されている複数の第１リペアパターン３１ａを含む。複数の第１リペアパターン３１ａは、透明な導電体と比較して、相対的に厚さが厚くて熱に強い金属からなるので、レーザを利用して画素電極１９１と共通電極２７０を互いに短絡させるとき、除去されずに残る。したがって、複数の第１リペアパターン３１ａが形成されており、画素電極１９１と共通電極２７０が互いに重なる第１領域Ａにレーザを加えて、共通電極２７０及び画素電極１９１が第１リペアパターン３１ａと短絡するようにして、不良画素の画素電極１９１に共通電圧を印加するようにリペアできる。

また、上述したように、複数の第１リペアパターン３１ａは第２ゲート線１２１ｂに隣接した部分に位置して、相対的に明るさの暗い画素領域の周縁部に位置する。したがって、複数の第１リペアパターン３１ａが相対的に明るさの明るい画素領域の中央部分に形成される場合に比べて、液晶表示装置の透過率の低下を抑えられる。

複数の第１リペアパターン３１ａのサイズは、レーザを利用してリペアが可能な最小サイズを有するのが好ましく、例えば、複数の第１リペアパターン３１ａの横の長さと縦の長さは、約３μｍであってもよい。

このように、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、共通電圧線１３１から拡張されて形成された複数の第１リペアパターン３１ａを含み、第２保護膜１８０ｂを介して互いに重なり、相対的に厚さの薄い透明な導電体からなる画素電極１９１と共通電極２７０を第１リペアパターン３１ａに短絡させて、不良画素が発生するときリペアが可能である。また、第１リペアパターン３１ａを相対的に明るさの暗い画素領域の周縁部に形成することにより、第１リペアパターン３１ａによる液晶表示装置の透過率の低下を防止できる。

また、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置は、共通電極２７０と接続されている共通電圧線１３１を含み、共通電極２７０に印加される共通電圧の信号遅延を抑えることができ、データ線の数を減らすことで、液晶表示装置の駆動部の費用を節減できる。

なお、第１実施形態に係る液晶表示装置の第１リペアパターン３１ａは、画素電極１９１及び共通電極２７０と重なるが、第１リペアパターン３１ａは、画素電極１９１とだけ重なり、共通電極２７０とは重ならなくてもよい。このとき、第１リペアパターン３１ａは共通電圧線１３１から拡張されて、共通電圧の印加を受ける。したがって、不良画素が発生した場合、画素電極１９１を第１リペアパターン３１ａと短絡させて、画素電極１９１が共通電圧の印加を受けるようにリペアできる。

＜第２実施形態＞
以下、図６を参照して、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。

図６を参照すれば、第２実施形態に係る液晶表示装置は、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置と大部分において同様である。同一の構成要素に対する具体的な説明は省略する。

しかし、第２実施形態に係る液晶表示装置は、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置とは異なり、画素領域の中央部分に位置する複数の第２リペアパターン３１ｂを含む。複数の第２リペアパターン３１ｂは共通電圧線１３１から拡張される。

複数の第２リペアパターン３１ｂは、画素電極１９１及び共通電極２７０と重なる。

なお、第２実施形態に係る液晶表示装置の第２リペアパターン３１ｂは、画素電極１９１及び共通電極２７０と重なるが、第２リペアパターン３１ｂは、画素電極１９１とだけ重なり、共通電極２７０とは重ならないように変形してもよい。このとき、第２リペアパターン３１ｂは共通電圧線１３１から拡張されて、共通電圧の印加を受ける。したがって、不良画素が発生した場合、画素電極１９１を第２リペアパターン３１ｂと短絡させて、画素電極１９１が共通電圧の印加を受けるようにリペアすることもできる。

複数の第２リペアパターン３１ｂは画素領域の中央部分に位置しているが、共通電極２７０の複数の第１枝電極２７１と重ならない領域に位置する。画素領域において、共通電極２７０の複数の第１枝電極２７１が形成されている部分が相対的に明るい部分である。したがって、複数の第２リペアパターン３１ｂは相対的に暗い領域に位置するため、第２リペアパターン３１ｂによる液晶表示装置の透過率の低下を防止できる。

上記で図１と共に図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置の多くの特徴は、第２実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。

＜第３実施形態＞
以下、図７及び図８を参照して、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図８は、図７の液晶表示装置のＶＩＩＩ−ＶＩＩＩ線に沿った断面図である。

第３実施形態に係る液晶表示装置は、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置と大部分において同様である。同一の構成要素に対する具体的な説明は省略する。

しかし、第３実施形態に係る液晶表示装置は、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置とは異なり、共通電圧線１３１と分離されており、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと同一層で形成された複数の第３リペアパターン３１ｃを含む。

なお、第３実施形態に係る液晶表示装置の第３リペアパターン３１ｃは、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと同一層で形成されるが、第３リペアパターン３１ｃはデータ線１７１と同一層で形成されるように変形してもよい。

複数の第３リペアパターン３１ｃは、第２領域Ｂで画素電極１９１及び共通電極２７０と重なる。

複数の第３リペアパターン３１ｃは、画素領域の中央部分に位置しているが、共通電極２７０の複数の第１枝電極２７１と重ならない領域に位置する。画素領域において、共通電極２７０の複数の第１枝電極２７１が形成されている部分が相対的に明るい部分である。したがって、複数の第３リペアパターン３１ｃは相対的に暗い領域に位置するため、第３リペアパターン３１ｃによる液晶表示装置の透過率の低下を防止することができる。

なお、第３実施形態に係る液晶表示装置の第３リペアパターン３１ｃは画素領域の中央部分に位置しているが、第３リペアパターン３１ｃは相対的に明るさの暗い画素領域の周縁部に位置するように変形してもよい。

上記で図１と共に図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置の多くの特徴は、第３実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。

＜第４実施形態＞
以下、図９乃至図１２を参照して、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図９は、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の配置図であり、図１０は、図９の液晶表示装置のＸ−Ｘ線に沿った断面図であり、図１１は、図９の液晶表示装置のＸＩ−ＸＩ線に沿った断面図であり、図１２は、図９の液晶表示装置のＸＩＩ−ＸＩＩ線に沿った断面図である。

図９乃至図１２を参照すれば、第４実施形態による液晶表示装置は、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態による液晶表示装置と類似している。

本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置は、互いに対向する下部表示パネル１００及び上部表示パネル２００と、二つの表示パネル１００、２００の間に注入されている液晶層３とを含む。

第１絶縁基板１１０の上には、図９に示すように、複数のゲート線１２１ａ、１２１ｂが形成されている。ゲート線１２１ａ、１２１ｂは、一つの画素行ごとに、当該画素行に沿って配置されている。第１実施形態と同様に、第１ゲート線１２１ａは、前段画素行側に配置され、第２ゲート線１２１ｂは、後段画素行側に配置される。また、第１ゲート線１２１ａは、隣接する前段画素行に沿って配置されている第２ゲート線１２１ｂと隣接して配置される。第２ゲート線１２１ｂは、隣接する後段画素行に沿って配置されている第１ゲート線１２１ａと隣接して配置される。したがって、本段画素行に沿って配置されている第１ゲート線１２１ａは、隣接する前段画素行に配置されている第２ゲート線１２１ｂと対をなして、画素行間に配置される。同様に、本段画素行に沿って配置されている第２ゲート線１２１ｂは、隣接する後段画素行に配置されている第１ゲート線１２１ａと対をなして、画素行間に配置される。

第１ゲート線１２１ａは第１ゲート電極１２４ａを含み、第２ゲート線１２１ｂは第２ゲート電極１２４ｂを含む。第１ゲート線１２１ａは第１縦部１２２ａを含み、第２ゲート線１２１ｂは第２縦部１２２ｂを含む。

図１０に示すように、ゲート線１２１ａ、１２１ｂの上にはゲート絶縁膜１４０が形成されている。

ゲート絶縁膜１４０の上には第１半導体１５４ａ及び第２半導体１５４ｂが形成されている。半導体１５４ａ、１５４ｂの上には複数のオーミックコンタクト部材１６３、１６５が形成されている。

オーミックコンタクト部材１６３、１６５の上には複数のデータ線１７１ａ、１７１ｂ、複数のドレイン電極１７５ａ、１７５ｂ、複数の共通電圧線１３１、及び複数の第１リペアパターン３１ａ、３１ｂを含むデータ導電体が形成されている。

データ線１７１ａ、１７１ｂは、データ信号を伝達し、主に縦方向に延在してゲート線１２１ａ、１２１ｂと交差する。データ線１７１ａ、１７１ｂは、二つの画素電極１９１を介して配置されている第１データ線１７１ａと第２データ線１７１ｂを含む。

共通電圧線１３１は二つのデータ線１７１ａ、１７１ｂの間に配置されて、データ線１７１ａ、１７１ｂと平行に延在する。共通電圧線１３１は複数の拡張部１３５を含む。共通電圧線１３１の拡張部１３５は、第１ゲート線１２１ａ及び第２ゲート線１２１ｂのそれぞれの縦部１２２ａ、１２２ｂの間に形成されている。

このように、共通電圧線１３１の拡張部１３５を第１ゲート線１２１ａ及び第２ゲート線１２１ｂのそれぞれの縦部１２２ａ、１２２ｂの間に配置することにより、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと共通電圧線１３１の拡張部１３５が形成する面積を減らすことができる。

共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうち一部の拡張部１３５は、第１コンタクトホール１８４と重なり、また、複数の拡張部１３５のうち他の一部の拡張部１３５は、スペーサ３２５と重なる。

複数の第１リペアパターン３１ａは共通電圧線１３１から突出している。複数の第１リペアパターン３１ａは、図９、１１に示すように、画素電極１９１及び共通電極２７０と重なる。

複数の第１リペアパターン３１ａは、第２ゲート線１２１ｂに隣接する部分に位置して、画素領域の周縁部に位置する。

図９乃至図１１に示すように、データ導電体１７１ａ、１７１ｂ、１７５ａ、１７５ｂ、１３１、露出した半導体１５４ａ、１５４ｂ、及び画素電極１９１の上には第１保護膜１８０ａが形成されている。第１保護膜１８０ａは有機絶縁物質または無機絶縁物質などで形成されてもよい。

第１保護膜１８０ａには共通電圧線１３１の拡張部１３５を露出する第１コンタクトホール１８４が形成されている。

共通電圧線１３１を露出する第１コンタクトホール１８４はゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならない。第１コンタクトホール１８４が配置される共通電圧線１３１の拡張部１３５もゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならなくてもよい。

第１保護膜１８０ａの上には共通電極２７０が形成されている。共通電極２７０は画素領域に位置し、平面形状（ｐｌａｎａｒｓｈａｐｅ）であってもよい。共通電極２７０は、ドレイン電極１７５と重なる部分に形成されている開口部２７３を有する。

共通電極２７０は、第１コンタクトホール１８４を通じて共通電圧線１３１と接続して、共通電圧線１３１から共通電圧の印加を受ける。

共通電極２７０は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で形成されてもよい。

共通電極２７０の上には第２保護膜１８０ｂが形成されている。

第２保護膜１８０ｂと第１保護膜１８０ａにはドレイン電極１７５を露出する第２コンタクトホール１８５が形成されている。

第２保護膜１８０ｂの上には画素電極１９１が形成されている。画素電極１９１は複数の第２枝電極１９２を含む。

画素電極１９１は、ＩＴＯまたはＩＺＯなどの透明な導電物質で形成されてもよい。

画素電極１９１は、第２コンタクトホール１８５を通じてドレイン電極１７５と物理的・電気的に接続して、データ電圧の印加を受ける。

データ電圧の印加を受けた画素電極１９１は、共通電圧の印加を受けた共通電極２７０と共に、液晶層３に電界を生成する。

画素電極１９１の複数の第２枝電極１９２は、平面形状の共通電極２７０と重なる。

（２）上部表示パネル２００
以下、上部表示パネル２００について説明する。図１２に示すように、第２絶縁基板２１０の上に遮光部材２２０が形成されている。第２絶縁基板２１０の上には、また、複数のカラーフィルタ２３０が形成されている。カラーフィルタ２３０の大部分は、遮光部材２２０によって取り囲まれた領域内に存在してもよい。

本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の場合、カラーフィルタ２３０は下部表示パネル１００に位置し、上部表示パネル２００には位置しなくてもよい。この場合、遮光部材２２０も、上部表示パネル２００でない、下部表示パネル１００の上に位置してもよい。

下部表示パネル１００と上部表示パネル２００の間には、図９、１２に示すように、スペーサ３２５が形成されている。スペーサ３２５は、共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部と重なる位置に配置される。

第４実施形態に係る液晶表示装置において、液晶表示装置の共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部は、共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のための第１コンタクトホール１８４と重なり、拡張部１３５の他の一部は、スペーサ３２５と重なる。また、スペーサ３２５が配置される位置には、共通電圧線１３１と共通電極２７０の間の電気的接続のための共通コンタクトホールを形成しないことにより、スペーサ３２５の下部の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。また、スペーサ３２５がゲート線１２１ａ、１２１ｂと重ならないことにより、スペーサ３２５の下部層の段差を減らして、スペーサ３２５が安定的に配置されるように助ける。

第４実施形態に係る液晶表示装置において、下部表示パネル１００と上部表示パネル２００との間隔を維持するためのスペーサ３２５を、共通電圧線１３１の複数の拡張部１３５のうちの一部と重なる位置に配置している。これにより、スペーサ３２５が配置される領域の光漏れを別途の遮光部材を利用して防止する必要がなくなる。それゆえに、液晶表示装置の開口率の低下を効率的に抑えられる。

（３）液晶層３
下部表示パネル１００と上部表示パネル２００との間に挿入されている液晶層３は、液晶分子（図示せず）を含み、液晶分子は、電界がない状態で、その長軸が二つの表示パネル１００、２００の表面に対して水平になるように配向されていてもよい。

（４）第１リペアパターン３１ａ
図９、１１を参照して、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置の第１リペアパターン３１ａについてさらに詳細に説明する。

複数の第１修理パターン３１ａは、共通電圧線１３１から突出している。複数の第１リペアパターン３１ａは第３領域Ｃで共通電極２７０及び画素電極１９１と重なる。

このように、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置は、共通電圧線１３１から拡張されている複数の第１リペアパターン３１ａを含む。複数の第１リペアパターン３１ａは、透明な導電体と比較して、相対的に厚さが厚くて熱に強い金属からなるので、レーザを利用して画素電極１９１と共通電極２７０を互いに短絡させるとき、除去されずに残る。したがって、複数の第１リペアパターン３１ａが形成されており、画素電極１９１と共通電極２７０が互いに重なる第１領域Ａにレーザを加えて、共通電極２７０及び画素電極１９１が第１リペアパターン３１ａと短絡するようにして、不良画素の画素電極１９１に共通電圧を印加するようにリペアできる。

このように、本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置は、共通電圧線１３１から拡張されて形成された複数の第１リペアパターン３１ａを含み、第２保護膜１８０ｂを介して互いに重なり、相対的に厚さが薄い透明な導電体からなる画素電極１９１と共通電極２７０を第１リペアパターン３１ａに短絡させて、不良画素が発生するときリペアできる。また、第１リペアパターン３１ａを相対的に明るさの暗い画素領域の周縁部に形成することにより、第１リペアパターン３１ａによる液晶表示装置の透過率の低下を防止できる。

なお、第４実施形態に係る液晶表示装置の第１リペアパターン３１ａは画素電極１９１及び共通電極２７０と重なるが、第１リペアパターン３１ａは、画素電極１９１とだけ重なり、共通電極２７０とは重ならないように変形してもよい。このとき、第１リペアパターン３１ａは共通電圧線１３１から拡張されて、共通電圧の印加を受ける。したがって、不良画素が発生した場合、画素電極１９１を第１リペアパターン３１ａと短絡させて、画素電極１９１が共通電圧の印加を受けるようにリペアできる。

本発明の第４実施形態に係る液晶表示装置は、共通電極２７０と接続されている共通電圧線１３１を含み、共通電極２７０に印加される共通電圧の信号遅延を抑えることができ、データ線の数を減らすことで、液晶表示装置の駆動部の費用を節減できる。

また、図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態の多くの特徴は、第４実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。

＜第５実施形態＞
次に、図１３を参照して、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１３は、本発明の第５実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。

図１３を参照すれば、第５実施形態に係る液晶表示装置は、図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置と大部分において同様である。同一の構成要素に対する具体的な説明は省略する。

しかし、第５実施形態に係る液晶表示装置は、図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置とは異なり、画素領域の中央部分に位置する複数の第２リペアパターン３１ｂを含む。複数の第２リペアパターン３１ｂは共通電圧線１３１から拡張されてもよい。

複数の第２リペアパターン３１ｂは共通電極２７０及び画素電極１９１と重なる。

なお、第５実施形態に係る液晶表示装置の第２リペアパターン３１ｂは、画素電極１９１及び共通電極２７０と重なるが、第２リペアパターン３１ｂは、画素電極１９１とだけ重なり、共通電極２７０とは重ならないように変形してもよい。このとき、第２リペアパターン３１ｂは共通電圧線１３１から拡張されて、共通電圧の印加を受ける。したがって、不良画素が発生した場合、画素電極１９１を第２リペアパターン３１ｂと短絡させて、画素電極１９１が共通電圧の印加を受けるようにリペアすることもできる。

複数の第２リペアパターン３１ｂは、画素領域の中央部分に位置しているが、画素電極１９１の複数の第２枝電極１９２と重ならない領域に位置する。画素領域において、画素電極１９１の複数の第２枝電極１９２が形成されている部分が、相対的に明るい部分である。したがって、複数の第２リペアパターン３１ｂは相対的に暗い領域に位置するため、第２リペアパターン３１ｂによる液晶表示装置の透過率の低下を防止できる。

上記で図１と共に図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置、及び図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置の多くの特徴は、第５実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。

＜第６実施形態＞
次に、図１４を参照して、本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置について説明する。図１４は、本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置の配置図である。

第６実施形態に係る液晶表示装置は、図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置と大部分において同様である。同一の構成要素に対する具体的な説明は省略する。

しかし、第６実施形態に係る液晶表示装置は、図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置とは異なり、共通電圧線１３１と分離されており、ゲート線１２１ａ、１２１ｂと同一層で形成された複数の第３リペアパターン３１ｃを含む。

複数の第３リペアパターン３１ｃは、共通電極２７０及び画素電極１９１と重なる。

複数の第３リペアパターン３１ｃは、画素領域の中央部分に位置しているが、画素電極１９１の複数の第２枝電極１９２と重ならない領域に位置する。画素領域において、画素電極１９１の複数の第２枝電極１９２が形成されている部分が、相対的に明るい部分である。したがって、複数の第３リペアパターン３１ｃは相対的に暗い領域に位置するため、第３リペアパターン３１ｃによる液晶表示装置の透過率の低下を防止できる。

なお、第６実施形態に係る液晶表示装置の第３リペアパターン３１ｃは画素領域の中央部分に位置しているが、第３リペアパターン３１ｃは相対的に明るさの暗い画素領域の周縁部に位置しするように変形してもよい。

上記で図１と共に図２乃至図５を参照して説明した第１実施形態に係る液晶表示装置、及び図９乃至図１２を参照して説明した第４実施形態に係る液晶表示装置の多くの特徴は、第６実施形態に係る液晶表示装置に全て適用可能である。

このように、本発明の第６実施形態に係る液晶表示装置によれば、液晶表示装置の開口率の低下を防止しつつ、不良画素のリペアが可能であり、共通電圧線の信号遅延を抑えると同時にデータ線の数を減らすことで、液晶表示装置の駆動部の費用を節減できる。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳細に説明したが、本発明の権利範囲はこれに限定されず、特許請求の範囲で定義している本発明の基本概念を利用した当業者の種々の変形及び改良形態も本発明の権利範囲に属するものである。

３液晶層
１００、２００表示板、
１１０第１絶縁基板、
１４０ゲート絶縁膜、
１２１ａ、１２１ｂゲート線、
１２４ａ、１２４ｂ第１、２ゲート電極、
１３１共通電圧線、
１５４ａ、１５４ｂ第１、２半導体、
１６３、１６５オーミックコンタクト部材、
１７１ａ、１７１ｂデータ線、
１７５ａ、１７５ｂドレイン電極、
３１ａ、３１ｂ、３１ｃ第１、２、３リペアパターン。

Claims

絶縁基板と、
前記絶縁基板上に位置するゲート線及びデータ線と、
前記絶縁基板上に位置するリペアパターンと、
前記ゲート線、データ線、及び前記リペアパターンの上に位置する第１保護膜と、
前記第１保護膜の上に位置して、第２保護膜を介して互いに重なる画素電極及び共通電極と、
前記絶縁基板上に位置する共通電圧線と、
を含み、
前記リペアパターンは前記画素電極と重なり、
前記共通電圧線と前記リペアパターンは前記データ線と同一層で形成される、液晶表示装置。
前記リペアパターンは前記共通電圧線から拡張されている、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧線は、互いに隣接する二つの前記データ線の間に位置し、前記二つの前記データ線と平行な方向に延在しており、
前記互いに隣接する二つのデータ線の間に二つの画素電極が位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧線は複数の拡張部を有し、
前記第１保護膜と前記第２保護膜のうちの少なくとも一つにはコンタクトホールが形成されており、
前記共通電圧線の前記複数の拡張部のうちの一部は前記コンタクトホールと重なり、
前記複数の拡張部のうちの他の一部はスペーサと重なる、請求項３に記載の液晶表示装置。
前記リペアパターンは、前記ゲート線と隣接した前記画素電極の周縁部に位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記画素電極と前記共通電極のうちの一つは平面形状を有し、他の一つは複数の枝電極を含み、
前記リペアパターンは前記複数の枝電極と重ならず、
前記リペアパターンは前記画素電極の中央部分に位置する、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記リペアパターンは前記共通電極と重なる、請求項１に記載の液晶表示装置。
前記絶縁基板上に位置する共通電圧線をさらに含み、
前記リペアパターンは前記共通電圧線から拡張されており、
前記共通電圧線と前記リペアパターンは前記データ線と同一層で形成される、請求項７に記載の液晶表示装置。
前記共通電圧線は、互いに隣接する二つの前記データ線の間に位置し、前記二つの前記データ線と平行な方向に延在する、請求項８に記載の液晶表示装置。