JP2011027844A - 液晶表示装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】表示不良の発生を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することを目的とする。
【解決手段】絶縁基板210上において非表示領域130に配置された第1コモン電極510Aと、第1コモン電極上に配置されるとともに第1コモン電極と電気的に接続された第2コモン電極510Bと、第1コモン電極上に配置された絶縁膜534と、第2コモン電極上に配置されるとともに第2コモン電極と電気的に接続され、かつ、絶縁膜上に配置されるとともに絶縁膜を第1コモン電極まで貫通するコンタクトホール520CHを介して第1コモン電極と電気的に接続された電極パッド520と、を備えたアレイ基板200と、電極パッドに対向するように配置された対向電極を備えた対向基板300と、電極パッドと対向電極とを電気的に接続する導電部材700と、を備えたことを特徴とする。
【選択図】 図4

Description

この発明は、液晶表示装置に関する。
液晶表示装置では、アレイ基板の端子部から入力された信号に基づいて、アレイ基板の画素電極と対向基板の対向電極との間に所定の電圧を印加し、液晶分子を駆動し、画像の表示を行っている。
特に、特許文献1によれば、給電配線接続パッドと冗長給電配線とが接続され、給電配線コンタクト用ITO膜によって給電配線接続パッドと給電配線とが接続され、給電配線と第1給電端子とが接続され、給電端子コンタクト用ITO膜によって冗長給電配線と第1給電端子とが接続され、基板間導電部材を介して第1給電端子と対向電極の延在部からなる第2給電端子とが接続される技術が開示されている。これにより、アレイ基板上の第1給電端子が基板間導電材を介して対向基板上の対向電極への給電が行われる。
しかしながら、上述した構成において、例えばコンタクトホールの段差によって、対向電極に対して所定の電位を供給するためのコモン配線と電極パッドとの間で接続不良が発生することがある。これにより、アレイ基板側から対向基板側に電圧が供給されず、液晶層に対して駆動に必要な電界を印加することができず、表示不良を生ずることがある。
特開2003−161957号公報
この発明の目的は、表示不良の発生を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することにある。
この発明の一態様によれば、絶縁基板と、前記絶縁基板上において表示領域に配置された画素電極と、前記絶縁基板上において表示領域の外側に位置する非表示領域に配置された第1コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置されるとともに前記第1コモン電極と電気的に接続された第2コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置された絶縁膜と、前記第2コモン電極上に配置されるとともに前記第2コモン電極と電気的に接続され、かつ、前記絶縁膜上に配置されるとともに前記絶縁膜を前記第1コモン電極まで貫通するコンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された電極パッドと、を備えた第1基板と、前記画素電極と対向するとともに、非表示領域に延在して前記電極パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第2基板と、表示領域を囲むとともに前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール部材と、前記シール部材の外側において前記電極パッドと前記対向電極との間に配置され、前記電極パッドと前記対向電極とを電気的に接続する導電部材と、を備えた液晶表示装置が提供される。
この発明の他の態様によれば、絶縁基板と、前記絶縁基板上に配置された第1コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置されるとともに前記第1コモン電極まで貫通する第1コンタクトホールおよび第2コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記第1コンタクトホールを覆うとともに前記第1コンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された第2コモン電極と、前記第2コモン電極の上に配置されるとともに前記第2コモン電極と電気的に接続され、かつ、前記絶縁膜上に延在し前記第2コンタクトホールを覆うとともに前記第2コンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された電極パッドと、を備えた第1基板と、前記電極パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第2基板と、前記電極パッドと前記対向電極との間に配置され、前記電極パッドと前記対向電極とを電気的に接続する導電部材と、を備えた液晶表示装置が提供される。
この発明によれば、表示不良の発生を抑制することが可能な液晶表示装置を提供することができる。
図1は、この発明の一実施の形態に係る液晶表示パネルの構成を概略的に示す図である。 図2は、図1に示した液晶表示パネルにおける画素の構成を概略的に示す断面図である。 図3は、図1に示した液晶表示パネルの非表示領域の一部の構成を概略的に示す平面図である。 図4は、図3に示した液晶表示パネルをIV−IV線およびIV’−IV’線で切断したときの断面図である。 図5は、図4に示した液晶表示パネルにおけるコモン配線と電極パッドとを接続する等価回路を示す図である。
以下、この発明の一実施の形態に係る液晶表示装置について図面を参照して説明する。
図1に示すように、液晶表示装置は、略矩形平板状の液晶表示パネル100を備えている。液晶表示パネル100は、一対の基板すなわちアレイ基板(第1基板)200および対向基板(第2基板)300と、アレイ基板200と対向基板300との間に保持された液晶層400と、によって構成されている。これらのアレイ基板200と対向基板300とは、シール部材110によって貼り合わせられ、これらの間に液晶層400を保持するための所定のギャップを形成する。液晶層400は、アレイ基板200と対向基板300とのギャップに封入されている。
液晶表示パネル100は、マトリクス状に配置された複数の画素PXによって構成された表示領域120を備えている。シール部材110は、表示領域120を囲むように配置されている。さらに、液晶表示パネル100は、表示領域120とシール部材110との間に配置された遮光層112を備えている。
アレイ基板200は、表示領域120において、画素PXの行方向に沿って延在する複数の走査線Y(1、2、3、…、m)と、画素PXの列方向に沿って延在する複数の信号線X(1、2、3、…、n)と、各画素PXにおける信号線Xと走査線Yとの交差部に配置されたスイッチング素子220と、画素PXのそれぞれに配置されスイッチング素子220に接続された画素電極250と、を備えている。走査線Yと信号線Xとは、絶縁層(図示しない)を介して互いに交差するように配置されている。
スイッチング素子220は、例えば薄膜トランジスタによって構成されている。スイッチング素子220のゲート電極222は、走査線Yに接続されている(あるいは、ゲート電極222は、走査線Yと一体的に形成されている)。スイッチング素子220のソース電極225は、信号線Xに接続されている(あるいは、ソース電極225は、信号線Xと一体的に形成されている)。スイッチング素子220のドレイン電極227は、画素電極250に接続されている。
対向基板300は、表示領域120において、複数の画素電極250のそれぞれに対向した対向電極350を備えている。
また、液晶表示パネル100は、表示領域120の外側に位置する非表示領域130に配置された接続部131を備えている。この接続部131は、液晶表示パネル100を駆動するのに必要な各種信号を供給する信号供給源として機能する駆動ICチップやフレキシブル配線基板と接続可能である。図1に示した例では、接続部131は、対向基板300の端部300Aより外方に延在したアレイ基板200の延在部200A上に形成されている。
表示領域120に配置された走査線Y(1、2、3、…、m)のそれぞれは、非表示領域130に引き出されて接続部131に接続されている。また、信号線X(1、2、3、…、n)のそれぞれも同様に、非表示領域130に引き出されて接続部131に接続されている。
次に、アレイ基板200および対向基板300の構造をより詳細に説明する。
図2に示すように、アレイ基板200は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板210を用いて形成される。各スイッチング素子220は、絶縁基板210の上に配置された半導体層242を備えている。この半導体層242は、例えばポリシリコンやアモルファスシリコンによって形成されている。半導体層242は、チャネル領域を挟んだ両側にそれぞれソース領域およびドレイン領域を有している。この半導体層242は、ゲート絶縁膜246によって覆われている。このゲート絶縁膜246は、例えば、テトラエトキシシラン(TEOS)によって形成されている。また、ゲート絶縁膜246は、表示領域120のほぼ全面に亘って配置されるとともに、非表示領域130にも延在している。
スイッチング素子220のゲート電極222は、図示しない走査線Yと一体に形成されゲート絶縁膜246上に配置され、半導体層242のチャネル領域の直上に位置している。走査線Yおよびゲート電極222は、例えば、モリブデン−タングステン(MoW)などの導電材料によって形成されている。これらのゲート電極222および走査線Yは、絶縁膜244(以下、層間絶縁膜と称する)によって覆われている。この層間絶縁膜244は、例えば、酸化シリコン(SiO)や、窒化シリコン(SiN)などによって形成されている。また、層間絶縁膜244は、表示領域120のほぼ全面に亘って配置されるとともに、非表示領域130にも延在し、ゲート絶縁膜246に重なっている。
スイッチング素子220のソース電極225およびドレイン電極227は、層間絶縁膜244の上においてゲート電極222の両側に配置されている。ソース電極225は、図示しない信号線Xと一体に形成され、半導体層242のソース領域にコンタクトしている。ドレイン電極227は、半導体層242のドレイン領域にコンタクトしている。ソース電極225、ドレイン電極227および信号線Xは、例えば、モリブデン(Mo)/アルミニウム−ネオジウム(AlNd)/モリブデン(Mo)の3層の積層体などによって形成されている。これらのソース電極225、ドレイン電極227および信号線Xは、絶縁膜、例えばカラーフィルタ層230によって覆われている。
カラーフィルタ層230は、互いに異なる複数の色、例えば赤色、緑色、青色といった3原色にそれぞれ着色された着色樹脂によって形成されている。例えば、カラーフィルタ層230は、赤色画素に対応して配置され赤色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる赤色カラーフィルタ層230R、緑色画素に対応して配置され緑色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる緑色カラーフィルタ層230G、さらに、青色画素に対応して配置され青色の主波長の光を透過するように着色された樹脂からなる青色カラーフィルタ層230Bを備えている。赤色カラーフィルタ層230R、緑色カラーフィルタ層230G、青色カラーフィルタ層230Bは、それぞれスイッチング素子220の上にも配置されている。
画素電極250は、カラーフィルタ層230の上に配置され、カラーフィルタ層230に形成されたコンタクトホール230CHを介してドレイン電極227Dと電気的に接続されている。画素電極250は、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性酸化物材料によって形成されている。
対向基板300は、ガラスなどの光透過性を有する絶縁基板310を用いて形成される。
対向電極350は、表示領域120において、複数の画素PXに対応して画素電極250に対向するように配置されている。また、対向電極350は、非表示領域130に延在している。対向電極350は、ITOやIZOなどの光透過性を有する導電性酸化物材料によって形成されている。
これらのアレイ基板200および対向基板300の表面は、液晶層400に含まれる液晶分子の配向を制御するための配向膜260および360によってそれぞれ覆われている。また、アレイ基板200および対向基板300の外面には、それぞれ光学素子270および370が設けられている。これらの光学素子270および370は、液晶層400の特性に合わせて偏光方向を設定した偏光板などを含んでいる。
シール部材110は、非表示領域130に配置されている。シール部材110は、層間絶縁膜244と対向電極350との間に配置され、アレイ基板200と対向基板300とを貼り合わせている。このようなシール部材110は、紫外線硬化型樹脂や熱硬化型樹脂など各種樹脂材料によって形成されている。
遮光層112は、非表示領域130に配置され、表示領域120とシール部材110との間に配置されている。遮光層112は、層間絶縁膜244上に配置されている。遮光層112の一部は、シール部材によって覆われている。このような遮光層112は、黒色に着色された樹脂材料などによって形成されている。
図3に示すように、さらに、液晶表示パネル100は、アレイ基板200に備えられた第1コモン電極510Aと、第2コモン電極510Bと、コモン配線512と、電極パッド520と、アレイ基板200と対向基板300との間に配置された導電部材700と、を備えている。なお、図3では、説明に必要な主要部のみを図示している(遮光層112などは省略している)。
第1コモン電極510Aは、非表示領域130に配置されている。ここでは、第1コモン電極510Aの一部は、シール部材110の下に延在している。第1コモン電極510Aは、コモン配線512に接続されている。
コモン配線512は、非表示領域130に配置され、接続部131と第1コモン電極510Aとの間を接続している。このコモン配線512には、接続部131を介して供給された所定の電位、例えばコモン電位が給電されている。なお、コモン配線512は、非表示領域130の接続部131からシール部材110と交差して表示領域120を経由して、再びシール部材110と交差し、第1コモン電極510Aと接続されてもよい。
第2コモン電極510Bは、非表示領域130において、第1コモン電極510Aの上に配置されている。ここでは、第2コモン電極510Bは、シール部材110の下に配置されている。第2コモン電極510Bは、第1コモン電極510Aの上に配置された絶縁膜(図示しない)を貫通する第1コンタクトホール510CHを介して第1コモン電極510Aと電気的に接続されている。この第2コモン電極510Bは、第1コモン電極510Aと同電位であり、コモン配線512を介して所定の電位に設定されている。
電極パッド520は、非表示領域130において、第1コモン電極510Aおよび第2コモン電極510Bの上に配置されている。ここでは、電極パッド520の一部は、シール部材110の下に延在している。電極パッド520は、第2コモン電極510Bの少なくとも一部を覆うように配置されている。電極パッド520は、第2コモン電極510Bと電気的に接続されている。また、電極パッド520は、絶縁膜を貫通する第2コンタクトホール520CHを介して第1コモン電極510Aに接続されている。この電極パッド520は、第1コモン電極510Aおよび第2コモン電極510Bと同電位であり、コモン配線512を介して所定の電位に設定されている。
導電部材700は、非表示領域130に配置され、電極パッド520上に配置されている。導電部材700は、シール部材110の外側、すなわち、シール部材110よりもパネル端100E側に配置されている。導電部材700は、電極パッド520と電気的に接続され、第1コモン電極510A、第2コモン電極510Bおよびコモン配線512を介して所定の電位に設定されている。
図4に示すように、対向基板300において、対向電極350は、シール部材110よりも外側つまり対向基板端300E側に延在している。第1コモン電極510Aは、絶縁基板210上において、第1絶縁膜532上に配置されている。第1コモン電極510Aは、図示しない走査線Yおよびゲート電極222などと同一層に配置され、しかも、走査線Yおよびゲート電極222などと同一材料(例えば、モリブデン−タングステン(MoW))によって形成されている。また、第1コモン電極510Aと接続されているコモン配線512の少なくとも一部は、第1コモン電極510Aと同様に、走査線Yおよびゲート電極222などと同一層に配置され、走査線Yおよびゲート電極222などと同一材料によって形成されている。
このような第1コモン電極510Aおよびコモン配線512は、第2絶縁膜534によって覆われている。第2絶縁膜534には、第1コモン電極510Aまで貫通する第1コンタクトホール510CHおよび第2コンタクトホール520CHが形成されている。ここで、第1絶縁膜532は、図2を参照して説明したゲート絶縁膜246に対応し、第2絶縁膜534は、層間絶縁膜244に対応するが、第1絶縁膜532とゲート絶縁膜246が一体でなくてもよいし、また、第2絶縁膜534と層間絶縁膜244とが一体でなくてもよい。また、第1絶縁膜532はゲート絶縁膜246とは異なる材料によって形成されても良いし、また、第2絶縁膜534は層間絶縁膜244とは異なる材料によって形成されても良い。
第2コモン電極510Bは、第2絶縁膜534の上に配置されるとともに、第2絶縁膜534に形成された第1コンタクトホール510CHから露出した第1コモン電極510Aを覆っている。第2コモン電極510Bは、図示しない信号線X、ソース電極225、ドレイン電極227などと同一層に配置され、しかも、これらの信号線X、ソース電極225、ドレイン電極227などと同一材料(例えば、モリブデン(Mo)/アルミニウム−ネオジウム(AlNd)/モリブデン(Mo)の3層の積層体)によって形成されている。
電極パッド520は、第2絶縁膜534および第2コモン電極510Bの上に配置されている。電極パッド520は、第2絶縁膜534および第2コモン電極510Bを介して第1コモン電極510Aと対向している。電極パッド520は、シール部材110よりも外側において、対向電極350と対向している。電極パッド520は、第2絶縁膜534に形成された第2コンタクトホール520CHから露出した第1コモン電極510Aを覆っている。つまり、電極パッド520は、第2コモン電極510Bの少なくとも一部を覆い、さらに第2絶縁膜534の上に延出し、第2コンタクトホール520CHを覆っている。電極パッド520は、画素電極250と同一層に配置され、画素電極250と同一材料(例えば、ITO)によって形成されている。つまり、電極パッド520は、異なる2つの層に配置された第1コモン電極510Aと第2コモン電極510Bとにそれぞれ電気的に接続されている。
なお、図4に示した例では、第1コモン電極510A、第2コモン電極510B、および、電極パッド520の3層が積層された部分(第1コンタクトホール510CH相当の部分)については、遮光層112によって覆われている。また、第1コモン電極510A及び電極パッド520が積層された部分(第2コンタクトホール520CH相当の部分)については、シール部材110によって覆われている。
導電部材700は、シール部材110よりも外側において、電極パッド520と対向電極350との間に配置されている。つまり、対向電極350は、導電部材700により、電極パッド520を介して第1コモン電極510Aと電気的に接続されている。これにより、対向電極350は、第1コモン電極510Aと同電位、例えばコモン電位に設定される。
つまり、この実施の形態において、図5に示すように、コモン配線512から電極パッド520への電圧印加経路には、2つの経路、すなわち第1経路L1および第2経路L2がある。第1経路L1において、第1コモン電極510Aと第2コモン電極510Bとが接続され、さらに、第2コモン電極510Bと電極パッド520とが接続されている。つまり、第1経路L1において、第1コモン電極510Aおよび第2コモン電極510Bを介して、コモン配線512から電極パッド520へと電圧が印加される。また、第2経路L2において、第1コモン電極510Aと電極パッド520とが接続されている。つまり、第2経路L2において、第1コモン電極510Aを介して、コモン配線512から電極パッド520へと電圧が印加される。
この実施の形態において、電極パッド520は、第2コンタクトホール520CHを介して、第1コモン電極510Aと接続され、さらに、第1コンタクトホール510CHおよび第2コモン電極510Bを介して、第1コモン電極510Aと接続されている。
このため、第1コモン電極510Aと第2コモン電極510Bとの接続部分において、例えば第1コンタクトホール510CHの段差によって、第1コモン電極510Aと第2コモン電極510Bとの間で接続不良が生じても、第2コンタクトホール520CHを介して、第1コモン電極510Aと電極パッド520とが接続されている。つまり、電圧印加経路として第2経路L2が確保されている。これにより、電極パッド520は、コモン配線512から第1コモン電極510Aを介して所定の電位に設定される。
また、第2コモン電極510Bと電極パッド520との接続部分において、第2コモン電極510Bと電極パッド520との間で接続不良が生じても、第2コンタクトホール520CHを介して第1コモン電極510Aと電極パッド520とが接続されている。この場合も同様に、電圧印加経路として第2経路L2が確保されている。これにより、電極パッド520は、コモン配線512から第1コモン電極510Aを介して所定の電位に設定される。
さらに、第1コモン電極510Aと電極パッド520との接続部分において、例えば第2コンタクトホール520CHの段差によって、第1コモン電極510Aと電極パッド520との間で接続不良が生じても、第1コンタクトホール510CHおよび第2コモン電極510Bを介して第1コモン電極510Aと電極パッド520とが接続されている。つまり、電圧印加経路として第1経路L1が確保されている。これにより、電極パッド520は、コモン配線512から第1コモン電極510A及び第2コモン電極510Bを介して所定の電位に設定される。
つまり、第1経路L1においてコモン配線512と電極パッド520との間で接続不良が生じても、第2経路L2においてコモン配線512と電極パッド520とが接続されている。また、第2経路L2においてコモン配線512と電極パッド520との間で接続不良が生じても、第1経路L1においてコモン配線512と電極パッド520とが接続される。
これにより、アレイ基板200のコモン配線512から対向基板300の対向電極350に電圧が供給され、液晶層400に対して駆動に必要な電圧を印加することができ、表示不良を防ぐことが可能となる。
以上説明したように、本実施形態において、表示不良を防ぐことが可能な液晶表示装置を提供することができる。
なお、この発明は、上記実施形態そのものに限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、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。
本実施形態の液晶表示パネル100においては、複数個所で導電部材700を介して対向電極350と電極パッド520とが電気的に接続されてもよく、この場合、いずれの箇所も上記した構成が適用可能である。
120…表示領域 130…非表示領域 210…絶縁基板 250…画素電極 510A…第1コモン電極 510B…第2コモン電極 534…絶縁膜 520CH…コンタクトホール 520…電極パッド 200…アレイ基板 350…対向電極 300…対向基板 110…シール部材 700…導電部材

Claims (5)

  1. 絶縁基板と、前記絶縁基板上において表示領域に配置された画素電極と、前記絶縁基板上において表示領域の外側に位置する非表示領域に配置された第1コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置されるとともに前記第1コモン電極と電気的に接続された第2コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置された絶縁膜と、前記第2コモン電極上に配置されるとともに前記第2コモン電極と電気的に接続され、かつ、前記絶縁膜上に配置されるとともに前記絶縁膜を前記第1コモン電極まで貫通するコンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された電極パッドと、を備えた第1基板と、
    前記画素電極と対向するとともに、非表示領域に延在して前記電極パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第2基板と、
    表示領域を囲むとともに前記第1基板と前記第2基板との間に配置され、前記第1基板と前記第2基板とを貼り合わせるシール部材と、
    前記シール部材の外側において前記電極パッドと前記対向電極との間に配置され、前記電極パッドと前記対向電極とを電気的に接続する導電部材と、
    を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  2. 絶縁基板と、前記絶縁基板上に配置された第1コモン電極と、前記第1コモン電極上に配置されるとともに前記第1コモン電極まで貫通する第1コンタクトホールおよび第2コンタクトホールが形成された絶縁膜と、前記第1コンタクトホールを覆うとともに前記第1コンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された第2コモン電極と、前記第2コモン電極の上に配置されるとともに前記第2コモン電極と電気的に接続され、かつ、前記絶縁膜上に延在し前記第2コンタクトホールを覆うとともに前記第2コンタクトホールを介して前記第1コモン電極と電気的に接続された電極パッドと、を備えた第1基板と、
    前記電極パッドに対向するように配置された対向電極を備えた第2基板と、
    前記電極パッドと前記対向電極との間に配置され、前記電極パッドと前記対向電極とを電気的に接続する導電部材と、
    を備えたことを特徴とする液晶表示装置。
  3. 前記電極パッドは、前記画素電極と同一層に配置され前記画素電極と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。
  4. 前記第1基板は、ゲート電極を有するスイッチング素子を有し、
    前記第1コモン電極は、前記ゲート電極と同一層に配置され前記ゲート電極と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
  5. 前記第1基板は、ソース電極を有するスイッチング素子を有し、
    前記第2コモン電極は、前記ソース電極と同一層に配置され前記ソース電極と同一材料によって形成されたことを特徴とする請求項1または2に記載の液晶表示装置。
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