特開 2024-8438 表示装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024008438

(43)【公開日】2024-01-19

(54)【発明の名称】表示装置

(51)【国際特許分類】

   G02F 1/1335 20060101AFI20240112BHJP

   G02F 1/1343 20060101ALI20240112BHJP

   G02F 1/1347 20060101ALI20240112BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20240112BHJP

   G09F 9/46 20060101ALI20240112BHJP

【ＦＩ】

G02F1/1335

G02F1/1343

G02F1/1347

G09F9/30 349E

G09F9/46 A

G09F9/30 338

G09F9/30 348A

G09F9/30 349C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022110320

(22)【出願日】2022-07-08

(71)【出願人】

【識別番号】502356528

【氏名又は名称】株式会社ジャパンディスプレイ

(74)【代理人】

【識別番号】110000350

【氏名又は名称】ポレール弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】兵頭 洋祐

【テーマコード（参考）】

2H092

2H189

2H291

5C094

【Ｆターム（参考）】

2H092GA25

2H092GA26

2H092GA29

2H092JA24

2H092JA46

2H092JB54

2H092KB04

2H092PA09

2H092PA11

2H092PA13

2H092QA06

2H189AA21

2H189JA14

2H189LA10

2H189LA17

2H189LA20

2H291FA15Y

2H291FA22X

2H291FA22Z

2H291FA81Z

2H291GA19

2H291HA15

5C094AA01

5C094AA06

5C094BA43

5C094DA03

5C094DA15

5C094ED14

5C094ED15

5C094JA08

5C094JA09

(57)【要約】

【課題】偏光軸に対して１５度以上の角度で屈曲しながら延在する信号線の側面からの反射に起因するコントラストの低下を防止する。
【解決手段】画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、前記輝度調整パネルには、走査線１が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線２１が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、前記信号線２１は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、前記信号線２１の下には、絶縁膜を介して、前記走査線と同じ層に形成された遮光膜が、平面で視て前記信号線に沿って、かつ重複して形成され、前記遮光膜の幅は前記信号線の幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。
【選択図】図８

【特許請求の範囲】

【請求項1】

画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、
前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、
前記輝度調整パネルには、走査線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、
前記信号線は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、
前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、
前記信号線の下には、絶縁膜を介して、前記走査線と同じ層に形成された遮光膜が、平面で視て前記信号線に沿って、かつ重複して形成され、
前記遮光膜の幅は前記信号線の幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。

【請求項2】

遮光膜は、前記走査線と同じ構成で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項3】

前記走査線は、複数の層で形成され、前記遮光膜は、前記走査線の複数の層の内の１層で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項4】

前記遮光膜の底面から前記信号線の上面までの距離をｈとした場合、前記信号線の幅と前記遮光膜の幅の差は、２ｈ／ｔａｎ３０以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項5】

前記屈曲の方向は、前記第１の方向に対して１５度以上であることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。

【請求項6】

画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、
前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、
前記輝度調整パネルには、走査線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、
前記信号線は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、
前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、
前記信号線は、最下層である第１層と、第１層の上に形成された第２層を有する複数の膜で構成され、
前記信号線の側面は、前記第１層の底面に対して３０度以下のテーパを有していることを特徴とする表示装置。

【請求項7】

前記第２層は、前記第１層よりも膜厚が大きく、前記第２層は、さらに複数の層で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。

【請求項8】

前記信号線の第１層の幅と、前記信号線の上面の幅との差は、前記信号線の厚さをｈとしたとき、
２ｈ／ｔａｎ３０以上であることを特徴とする請求項６に記載の表示装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、液晶表示パネルを複数重ねて用いることによって、高コントラストを実現する液晶表示装置に関する。

【背景技術】

【0002】

液晶表示装置では画素電極および薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等がマトリクス状に形成されたＴＦＴ基板と、ＴＦＴ基板に対向して、対向基板が配置され、ＴＦＴ基板と対向基板の間に液晶が挟持されている。そして液晶分子による光の透過率を画素毎に制御することによって画像を形成している。

【0003】

液晶表示装置において、コントラストを向上させるために、表示パネルに重畳して、輝度調整のみ行う輝度調整パネルを使用することが知られている。すなわち、黒表示部分には、輝度調整パネルによってバックライトを遮断して、より深い黒を実現するものである。

【0004】

一方、偏光板の偏光軸が配線の延在方向に対して傾いた場合、この部分において、光もれが生ずる現象が存在する。特許文献１には、偏光軸方向が垂直方向または水平方向かられた場合の構成において、ＴＦＴと画素電極を結ぶコンタクト電極を偏光軸方向に傾けることによって、この電極からの光漏れを防止する構成が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２００９－２７６４８５

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

信号の書き込み速度を確保するには、信号線の電気抵抗を小さく抑える必要がある。電気抵抗を小さくするために、信号線の厚さを大きくすると、信号線の側面からの反射が問題となる。すなわち、バックライトからの光は、色々な方向から映像信号線に入射するので、斜め方向から入射したバックライトは映像信号線の側面で反射して、画面方向に向かうことによってコントラストが低下する。

【0007】

一方、表示パネルに重ねて輝度調整パネルを用いることによって、画像のコントラストを向上させることが出来る。輝度調整パネルにおいては、表示パネルの配線とのモアレ等の現象を防止するために、信号配線のパターンを表示パネルとは異ならせることがある。この場合、表示パネルには生じなかったような、信号線に起因する光漏れが観測されることがある。

【0008】

信号線の側面からの反射は、偏光板の偏光軸（または透過軸）と信号線等の側面とのなす角度によっても影響を受ける。表示パネルの配線方向と輝度調整パネルの配線方向とは、異なる場合があり、表示パネルにおいて生じなかった、配線からの反射が輝度調整パネルにおいて生ずることがある。

【0009】

本発明課題は、液晶表示装置において、また、特に、輝度調整パネルを用いた液晶表示装置において、信号線からの反射に起因する光漏れを対策することである。これによって、高いコントラストを有する液晶表示装置を実現することである。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明は上記問題を克服するものであり、具体的な手段は次のとおりである。

【0011】

（１）画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、前記輝度調整パネルには、走査線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、前記信号線は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、前記信号線の下には、絶縁膜を介して、前記走査線と同じ層に形成された遮光膜が、平面で視て前記信号線に沿って、かつ重複して形成され、前記遮光膜の幅は前記信号線の幅よりも大きいことを特徴とする表示装置。

【0012】

（２）画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、前記輝度調整パネルには、走査線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、前記信号線は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、前記信号線は、最下層である第１層と、第１層の上に形成された第２層を有する複数の膜で構成され、前記第１層の上面の幅は、前記第２層の下面の幅よりも大きく、前記信号線の前記第２層の上面における幅と前記第１層の下面における幅の差は、前記信号線の厚さをｈとしたとき、２ｈ／ｔａｎ３０以上であることを特徴とする表示装置。

【0013】

（３）画像を表示する表示パネルと前記表示パネルと重ねて用いられる輝度調整パネルを有する表示装置であって、前記輝度調整パネルの光の入射側には第１の偏光板が貼り付けられ、光の出射側には第２の偏光板が貼り付けられ、前記輝度調整パネルには、走査線が第１の方向に延在して第２の方向に配列し、信号線が第２の方向に延在して第１の方向に配列し、前記信号線は屈曲を繰り返しながら第２の方向に延在し、前記屈曲の方向は、前記第１の偏光板の偏光軸に対して、１５度以上傾斜しており、前記信号線は、最下層である第１層と、第１層の上に形成された第２層を有する複数の膜で構成され、前記信号線の側面は、前記第１層の底面に対して３０度以下のテーパを有していることを特徴とする表示装置。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】輝度調整パネルを有する表示装置の分解斜視図である。

【図2】図１のＡ－Ａ断面図である。

【図3】図１のＢ－Ｂ断面図である。

【図4】液晶表示パネルの平面図である。

【図5】輝度調整パネルの平面図である。

【図6】液晶表示パネルの画素の平面図である。

【図7】液晶表示パネルの画素の断面図である。

【図8】輝度調整パネルの画素の平面図である。

【図9】輝度調整パネルの画素の断面図である。

【図10】図８のＥ－Ｅ断面図である。

【図11】図８のＦ－Ｆ断面図である。

【図12】輝度調整パネルの画素の他の例を示す平面図である。

【図13】一般的な輝度信号線の断面図である。

【図14】走査線の断面図である。

【図15】走査線の他の例を示す断面図である。

【図16】輝度信号線の側面からの反射を示す断面図である。

【図17】実施例１の構成を示す断面図である。

【図18】実施例１の他の例を示す断面図である。

【図19】実施例２の構成を示す断面図である。

【図20】実施例２の製造プロセスを示す断面図である。

【図21】図２０に続くプロセスを示す断面図である。

【図22】図２１に続くプロセスを示す断面図である。

【図23】図２２に続くプロセスを示す断面図である。

【図24】実施例３の構成を示す断面図である。

【図25】実施例３の製造プロセスを示す断面図である。

【図26】図２５に続くプロセスを示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

以下に本発明の内容を、実施例を用いて説明する。

【実施例0016】

図１は、本発明における液晶表示装置の分解斜視図である。図１において、第１液晶表示パネル１０（以後表示パネル１０）と第２液晶表示パネル２０（以後輝度調整パネル２０）が重ねて使用される。第２液晶表示パネル２０の背面にバックライト１０００が配置している。この方式はローカルディミングと呼ばれることもある。すなわち、画像において、黒表示される領域には、光を照射しない。これによって、非常にコントラストの高い画像を実現することが出来る。

【0017】

表示パネル１０と輝度調整パネル２０は同じ液晶表示パネルを用いてもよいが、表示装置全体としての画面の輝度、画質の向上のために、表示パネル１０と輝度調整２０パネルの仕様は、一部変えている。例えば、全体として輝度を向上させるために、カラーフィルタは輝度調整パネル２０には使用されない。また、表示パネル１０と輝度調整パネル２０の間におけるモアレ等の干渉を防止するために、配線構成を表示パネル１０と輝度調整パネル２０との間で異ならせる等の対策がとられる。

【0018】

図２は、図１の構成を組み立てた状態における図１のＡ－Ａ断面図である。図２において、上側に配置する表示パネル１０は配線やＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１００と対向基板２００で構成され、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００との間に、液晶層が挟持され、画素毎にバックライトからの光を制御する。液晶は、偏光光のみ制御できるので、表示パネル１０の下側には、下偏光板３３が配置し表示パネル１０の上側には、上偏光板３４が配置している。

【0019】

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１枚になっている部分には、端子領域が形成されている。端子領域には、表示パネルを駆動するためのドライバＩＣ１８０等が配置されている。一方、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重複している部分には表示領域が形成されている。

【0020】

図２において、輝度調整パネル２０も表示パネル１０と同じ構成になっている。すなわち、配線やＴＦＴ等が形成されたＴＦＴ基板１００と対向基板２００が対向し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重複している部分に表示領域が形成され、ＴＦＴ基板１００が１枚になっている部分に端子領域が形成されている。ＴＦＴ基板１００の下には、下偏光板３１が貼り付けられ、対向基板２００の上には、上偏光板３２が貼り付けられている。

【0021】

表示パネル１０と輝度調整パネル２０の接着、すなわち、表示パネル１０の下偏光板３３と輝度調整パネル２０の上偏光板３２とは、光カップリングを考慮して、いわゆるＯＣＡ（Ｏｐｔｉｃａｌ Ｃｌｅａｒ Ａｄｈｅｓｉｖｅ）４０が使用されている。ＯＣＡ４０はシート状であり、厚さは、例えば１００nmである。図２において、輝度調整パネル２０の背面には、バックライト１０００が配置している。

【0022】

図３は、図１の構成を組み立てた状態における図１のＢ－Ｂ断面図である。図３の構成は、端子領域が無い他は、図２で説明したのと同じである。すなわち、表示パネル１０の背面に輝度調整パネル２０が配置し、表示パネル１０と輝度調整パネル２０はＯＣＡ４０を介して接着している。輝度調整パネル２０の背面にはバックライト１０００が配置している。

【0023】

図４は、表示パネル１０の平面図である。図４において、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００がシール材１５０によって接着し、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００の間に液晶が挟持されている。ＴＦＴ基板１００は対向基板２００よりも大きく形成されており、ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なっていない部分は端子領域１７０となっている。端子領域１７０には、液晶表示パネルを駆動するＩＣドライバ１８０が搭載されている。端子領域には、液晶表示パネルに電源、映像信号、走査信号等を供給するためのフレキシブル配線基板が接続されるが、図４では省略されている。

【0024】

ＴＦＴ基板１００と対向基板２００が重なった部分に表示領域１６０が形成されている。表示領域１６０において、走査線１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２が縦方向に延在し、横方向に配列している。走査線１と映像信号線２に囲まれた部分にサブ画素３が形成されている。サブ画素３は、対応するカラーフィルタによって、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素となり、並んで形成されている。赤サブ画素３、緑サブ画素３、青サブ画素３がセットになって画素４を形成している。但し、以後、画素とサブ画素を区別なく呼ぶ場合もある。

【0025】

図４では、映像信号線２は直線状に描かれているが、画素電極の形状によっては、くの字状に屈曲しながら、縦方向に延在する場合もある。本実施例では、図６に示すように、映像信号線は、屈曲を繰り返しながら縦方向に延在している。

【0026】

図５は輝度調整パネル２０の平面図である。図５における輝度調整パネル２０の構造は、図４で説明した表示パネルの構造とほとんど同じである。しかし、表示領域１６０の配線構造が異なっている。図５において、走査線１は、図４と同様に横方向（ｘ方向）に延在して、縦方向（ｙ方向）に配列している。輝度信号線２１が縦方向に延在して、横方向に配列している。

【0027】

本実施例では、輝度調整パネル２０の輝度は、画素毎に制御される。したがって、輝度調整パネル２０ではサブ画素は形成されないので、輝度信号線２１の横方向のピッチは、図４に示す表示パネルの３倍である。また、本実施例における輝度信号線２１は、屈曲しながら縦方向に延在しているが、図８に示すように、ｙ方向に対する屈曲の角度φ２は、図６に示す映像信号線２のｙ方向に対する角度φ１よりも大きい。図５のその他の構成は図４と同じである。

【0028】

図６は、表示パネル１０における画素の平面図である。画素は３個のサブ画素から形成されている。３個のサブ画素は同じ構成である。対向基板２００に形成される対応するカラーフィルタによって、赤サブ画素、緑サブ画素、青サブ画素となる。図６以後に示す本実施例における液晶表示パネル１０あるいは輝度調整パネル２０には、いわゆる、ＩＰＳ（Ｉｎ Ｐｌａｎｅ Ｓｗｉｔｃｈｎｇ）方式が使用されている。ＩＰＳ方式は、優れた視野角特性を有している。

【0029】

ＩＰＳ方式では、液晶分子を回転させることによって液晶の透過率を制御している。画素電極に電圧を印加した時、液晶分子の回転する方向が決まっていないと、液晶分子は回転することが出来ず、この部分において制御不能な領域、いわゆるドメインが発生する。このドメインの発生を防止するために画素電極がｙ軸方向に対して傾いて形成される。この屈曲方向は、画素電極の縦方向（ｙ軸方向）の中央付近において屈曲の向きを変える。視野角特性を均一に保つためである。

【0030】

図６において、配向膜の配向方向は矢印Ａで示されているようにｙ軸方向である。本実施例においては、下偏光板の偏光軸の方向と配向膜の配向方向は同じである。ドメインの発生を防止するための櫛歯電極のｙ軸方向に対する角度φ１は、８度乃至１３である。

【0031】

図６において、屈曲している画素電極１１１に合わせて映像信号線２も同様にｙ軸方向に対して屈曲させている。図６において、映像信号線２から画素電極１１１に対してＴＦＴを介して映像信号が送られる。ＴＦＴを形成するために、半導体膜１０２が、平面で視て、U字状に形成されている。図６において、半導体膜１０２が走査線１の下を通過するときにＴＦＴが形成される。すなわち、図６では、２個のＴＦＴが直列に形成されている。

【0032】

図６において、映像信号線２がＴＦＴのドレイン電極を兼ね、走査線１がゲート電極を兼ねている。映像信号線２は、スルーホール１２１によって半導体膜１０２と接続している。半導体膜１０２は、走査線１の下以外には、不純物、例えば、リンがイオンインプランテーション（Ｉ．Ｉ．）によってドープされ、導電性となっている。半導体膜１０２の他の端部は、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、有機パッシベーションに形成されたスルーホール１３０を介して画素電極１１１と接続する。スルーホール１３０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、スルーホール１３０の径は大きい。

【0033】

図７は図６のＣ－Ｃ断面図である。図６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。下地膜１０１は、ガラス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２層膜から形成される。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。

【0034】

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１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。

【0035】

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。

【0036】

その後、ゲート電極を覆って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、半導体層のドレイン領域１０２１と映像信号線２を接続する。この場合、映像信号線２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。

【0037】

ドレイン電極１０６およびソース電極１０７を覆ってアクリル樹脂等によって、有機パッシベーション膜１０８を形成する。有機パッシベーション膜１０８は平坦化膜の役割を有しているので、２乃至４μｍと、厚く形成される。有機パッシベーション膜１０８はアクリルの他、シリコン樹脂あるいはポリイミド等で形成することも出来る。

【0038】

有機パッシベーション膜１０８の上に、平面状にコモン電極１０９がＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）等の酸化物透明導電膜によって形成される。コモン電極１０９は各画素共通に形成されるが、スルーホール１３０内には形成されない。コモン電極１０９をパターニング後、コモン電極１０９を覆って容量絶縁膜１１０がＳｉＮによって形成される。容量絶縁膜１１０はＣＶＤによって形成される。容量絶縁膜１１０は有機パッシベーション膜１０８を形成した後形成されるので、高温で形成することが出来ず、２００℃程度の低温ＣＶＤによって形成される。

【0039】

容量絶縁膜１１０の上に、櫛歯状、あるいはストライプ状に画素電極１１１がＩＴＯ等の酸化物透明導電膜によって形成される。コモン電極１０９と画素電極１１１との間の絶縁膜１１０は画素電極１１１とコモン電極１０９との間の保持容量を形成するものであるから、容量絶縁膜１１０と呼ばれる。

【0040】

容量絶縁膜１１０には、有機パッシベーション膜１０８に形成されたスルーホール１３０内において、スルーホールが形成され、画素電極１１１とソース電極１０７が接続される。

【0041】

画素電極１１１及び容量絶縁膜１１０を覆って配向膜１１２が形成される。配向膜１１２は液晶の初期配向を決めるものであり、配向処理はラビング処理か光配向処理によって行われる。ＩＰＳ方式では、光配向による配向処理が適している。画素電極１１１に映像信号が印加されると、コモン電極１０９との間に矢印のような電気力線が発生し、液晶分子３０１を回転し、画素毎に液晶層３００の透過率を制御して画像を形成する。

【0042】

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の内側にカラーフィルタ２０１と遮光層２０２が形成される。バックライトからの光を制御して画像を形成したい部分にはカラーフィルタ２０１を配置し、カラー表示を可能にする。一方、バックライトからの光を制御することが難しい、例えば、スルーホール１３０等が形成された部分等には遮光層２０２を形成し、光漏れを防止する。

【0043】

カラーフィルタ２０１及び遮光層２０２を覆ってアクリル等の透明有機材料によってオーバーコート膜２０３が形成される。オーバーコート膜の上に配向膜２０４が形成される。配向膜２０４の配向処理はラビング処理か光配向処理によって行われることは配向膜１１２と同様である。

【0044】

図８は、輝度調整パネルの画素の平面図である。図８において、画素には表示パネルのサブ画素と同様な位置に同じ形状の画素電極１１１が形成されている。すなわち、画素電極１１１は、ｙ軸方向に対してφ１だけ傾斜している。ただし、輝度調整パネル２０では、画素内では画素電極１１１は共通につながっている。本実施例では、輝度調整パネル２０は画素毎に制御されるからである。したがって、輝度信号線２１は１画素に１個のみ対応している。

【0045】

図８において、輝度信号線２１は屈曲しているが、屈曲の角度φ２は、図６における映像信号線２の屈曲角度φ１よりも大きい。表示パネル１０のサブ画素内において、輝度調整パネル２０の輝度信号線２１の影響を均一化するためである。図８において、サブ画素の幅をｘ１、画素電極の櫛歯部分のｙ軸方向の長さをｙ１とすると、tan φ２＝ｘ１／（ｙ１／２）である。そして、φ２＞φ１である。

【0046】

このように、輝度信号線２１は、一番左側のサブ画素にのみ形成されている。そうすると、他の２個のサブ画素との間に輝度差が生ずる。これを解消するために、図８では、２個のサブ画素の各々に対してダミー信号線２５を配置している。ただし、ダミー信号線２５には輝度信号は供給されない。図８ではフロートとなっている。また、ダミー信号線２５は遮光が目的なので、作りやすい構造が使用される。例えば、走査線１と同じ層に、走査線１と同じ構造の膜、あるいは、走査線１が複数層の形成されている場合、そのうちの１層のみを使用する等である。

【0047】

図８において、ＴＦＴ部分の構造を示すＤ－Ｄ断面は、表示パネルにおけるＴＦＴ部分の構造と同じである。すなわち、図６のＣ－Ｃ断面図である図７と同じである。ただし、図９では、映像信号線２の代わりに輝度信号線２１が形成されている。一方、対向基板２００側では、図９は、図７とは、異なり、画素電極１１１に対応する部分には、カラーフィルタは形成されていない。輝度調整パネル２０は画面の輝度のみ制御してコントラストを向上させることが目的だからである。図９のその他の構成は図７と同じである。

【0048】

図１０は、図８のＥ－Ｅ断面図であり、輝度信号線２１が形成されている部分の断面図構造である。図１０の基本的な断面構造は、図７及び図９で説明したとおりである。図１０において、層間絶縁膜絶縁膜１０５の上に輝度信号線２１が形成されている。輝度信号線２１に対応する部分に画素電極１１１が形成されている。

【0049】

図１１は、図８のＦ－Ｆ断面図であり、輝度信号線は形成されておらず、代わりにダミー信号線２５が形成された部分のサブ画素の断面構造である。図１１において、走査線１が形成されているのと同じ層にダミー信号線２５が形成されている。ダミー信号線２５は、走査線１と同じ断面図構造を有していてもよいし、走査線を構成する複数層のうちの１層を使用するものでもよい。ダミー信号線２５に対応する部分に画素電極１１１が形成されている。図８のＧ－Ｇ断面図も図１１と同じである。

【0050】

バックライトに対する遮光効果は図１０と図１１で同じである。つまり、図８の３個のサブ画素は、同じ遮光効果を受ける。なお、本明細書においては、ダミー信号線２５という言葉を用いるが、信号が供給されるわけではない。平面形状を輝度信号線２１に似せて形成するのでこのように呼ばれるが、代わりに、遮光膜という言葉に置き換えてもよい。

【0051】

ところで、輝度調整パネル２０における図８の画素電極１１１の構成は、対応する表示パネル１０における図６の画素電極１１１と同じ構成となっている。しかし、輝度調整パネル２０では、サブ画素の区別なく、画素全体で輝度制御されるので、画素電極１１１は、表示パネル１０の画素電極１１１に完全に一致させなくともよい。

【0052】

図１２は、画素電極１１１の櫛歯部分を画素全体に均一に配置した例である。但し、この場合も、輝度信号線２１の平面形状、ダミー信号線２５の平面形状は図８と同じである。図１２の輝度調整パネル２０も図８の輝度調整パネル２０と同様な効果を得ることが出来る。ただし、以後の説明は、図８を基準に説明する。

【0053】

図８における輝度調整パネル２０の問題点は次のとおりである。すなわち、輝度信号線２１の側面に対応する部分において光もれが生ずる。一方、ダミー信号線２５においてはこのような現象は生じていない。また、走査線１からもこのような現象は生じていない。さらには、表示パネル１０における映像信号線２、走査線１等においてもこのような現象は生じていない。

【0054】

図１３は、図８における輝度信号線２１の断面形状である。信号を高速で書き込むためには、輝度信号線２１の抵抗を小さくしなければならない。図１３では、輝度信号線２１として電気抵抗の小さいアルミニウム（Ａｌ）を厚さ５００μｍで形成し、輝度信号線２１の抵抗を小さくしている。一方、アルミニウムの表面には、酸化アルミニウムが形成されるので、ベースメタル２１１として、アルミニウム膜２１２の下層にＴｉを厚さ５０ｎｍで形成している。また、アルミニウム表面からは、ヒロック等が発生して、絶縁を破壊する場合があるので、これを防止するために、キャップメタル２１３として、アルミニウム膜２１２の上層にチタン（Ｔｉ）膜を厚さ５０ｎｍで形成する。ここで、ベースメタルを第１層、アルミニウムを第２層、キャップメタルを第３層と呼ぶと、第１層から第３層までの合計は６００ｎｍになる。

【0055】

一方、図８における走査線１は２層構造であり、上層がモリブデン（Ｍｏ）、下層がＭｏ合金である。図１４は、走査線１の断面図であり、上層２５２のＭｏの厚さは、４５nm、下層２５１のＭｏ合金の厚さは２１０ｎｍであり、上層２５２と下層２５１の合計は２５５ｎｍである。エッジ部のテーパ角θ１は２０乃至３０度である。

【0056】

図８におけるダミー信号線２５は、走査線１と同じ断面構造を使用する場合もあるし、走査線１の上層である、Ｍｏ層２５２のみを使用する場合もある。図１５は、ダミー信号線２５が走査線１の上層である、Ｍｏのみで形成されている場合の断面図である。図１５においてダミー信号線２５の厚さは、４５ｎｍ、エッジ部のテーパ角θ２は２０乃至３０度である。

【0057】

図１３乃至図１５は輝度調整パネル２０における配線の断面図であるが、表示パネル１０における配線の断面形状も同様である。すなわち、表示パネル１０における映像信号線２の断面形状は図１３と同じであり、表示パネル１０における走査線１は、図１４と同じである。

【0058】

以上のような、配線構成において、輝度調整パネル２０の輝度信号線２１のみにおいて、バックライトからの光の光漏れが生じた。これは、次のような原因によるものと考えられる。図８において、配向膜１１２の配向方向は、ｙ軸方向であり、偏光板３１の偏光軸の方向と同じである。図８に示す、輝度信号線２１の配向方向となす角度φ２は、図６に示す、映像信号線の配向方向となす角度φ１よりも大きい。すなわち、信号線２１の偏光板３１の偏光軸（すなわち、配向膜の配向方向）とのなす角度が大きくなると、信号線の側面で反射した光において偏光乱れが生じ、これが光もれの原因になるものと考えられる。

【0059】

一方、ダミー信号線２５においては、配線の偏光板３１の偏光軸となす角度が大きくても、光もれは生じていない。これは、ダミー信号線２５の膜厚が小さいので、側面で反射する光の量自体が非常に小さいためと考えられる。しかし、ダミー信号線２５を走査線１と同じ構成で形成した場合、図１４に示すように、ダミー信号線２５の厚さは例えば２５５nmになる。この場合、ダミー信号線２５のエッジ部のテーパ角θ１は、例えば１５度乃至３０度である。このように、ダミー信号線２５を厚くしても光漏れが生じない大きな原因の一つは、ダミー信号線２５のエッジ部のテーパ角θ１であると考えることが出来る。

【0060】

理論的には、バックライトからの光がθ１よりも小さい角度で入射すれば、信号線の側面において、反射が生ずる。しかし、バックライトからの光は所定の配向角分布を有しており、法線方向に対して、ある角度以上の光の量は非常に小さくなる。したがって、仮に、信号線の側面で反射しても、視認できない程度の光量であれば、実質的に光漏れの問題は生じない。

【0061】

図１６乃至図１８は、実施例１の具体的な構成を説明する断面図であり、図８のＨ－Ｈ断面図に相当する、輝度信号線２１の断面図である。図１６は、実施例１を適用する前の輝度信号線２１の断面図である。図１６において、輝度信号線の側面に入射した光は反射してコントラストを低下させる。特に、図８に示すように、輝度信号線２１の延在方向が、偏光板の偏光軸に対する角度φに対して大きくなると、輝度信号線の側面からの反射光に偏向の乱れが生じ、光もれの影響が一層大きくなる。

【0062】

反射光の偏光乱れの影響は、図６に示すように、信号線の延在方向が偏光板の偏光軸に対する角度がφ１すなわち、１３度程度までは、小さい。つまり、表示パネル１０において、映像信号線２による偏光乱れの影響による光漏れは観測されていない。しかし、図８に示すように、輝度信号線の屈曲方向がφ２になると顕著に影響が生ずる。この結果を考慮すると、輝度信号線２１の屈曲方向の、偏光板の偏光軸に対する角度が１５度以上となる場合は、反射光の偏向乱れ考慮する必要があるということである。

【0063】

言い換えると、輝度信号線２１の屈曲方向が偏光板の偏光軸に対する角度が１５度以上になることが予想されると、図１６に示すような、信号線の側面からの反射は出来るだけ抑える必要がある。しかし、すべての入射光に対して、輝度信号線２１の側面における反射をゼロにすることは、出来ない。そこで、図１３乃至図１５で説明したように、輝度信号線２１の主面に対する光の角度θを３０度以下にすることによって、偏光乱れの影響による光漏れを実質的に防止することが出来る。つまり、パックライトからの光は、所定の配光角分布を有しているからである。

【0064】

図１７は、走査線１と同じ層、すなわち、ゲート絶縁膜１０３の上にダミー信号線２５と同じ、厚さ４５nmのＭｏ膜２５２で形成された遮光膜２２によって、輝度信号線２１の主面に対する角度θ１が３０度以上である光を遮断する構成を示す断面図である。図１７において、遮光膜２２の幅は、片側において、輝度信号線２１の幅よりもｄｗ１大きくなる。この場合、層間絶縁膜１０５と遮光層２２の厚さの合計を１００μmとし、輝度信号線の厚さを６００nmとすると、ｔａｎ３０は０．５７７であるから、ｄｗ２＝７００／０．５７７＝１２１３nm、すなわち、片側で１．２μm大きくなる。その分、光透過率が減少する。これが問題になる値になるか否かは、元の輝度信号線２１の幅ｗｗがどの程度であるかにもよるが、高精細表示装置でない限り許容範囲である。

【0065】

図１８は、走査線１と同じ層、すなわち、ゲート絶縁膜１０３の上に走査線１と同じ断面構成を有する２層膜、すなわち、Ｍｏ層２５２及びＭｏ合金層２５１によって、遮光膜２２を形成した場合である。つまり、図１８は、この遮光膜２２によって、輝度信号線２１の主面に対する角度θ１が３０度以上である光を遮断する構成を示す断面図である。図１８において、遮光膜２２の幅は、片側において、輝度信号線の幅よりもｄｗ２、両側の合計で２ｄｗ２大きくなる。図１８では、遮光膜２２の厚さが図１７の場合よりも厚くなり、２５５nmである。層間絶縁膜１０５と遮光膜２２の合計の厚さを３００μmと仮定し、輝度信号線２１の厚さを６００nmであると仮定した場合、ｔａｎ３０は０．５７７であるから、ｄｗ２＝９００／０．５７７＝１５５９nm、すなわち、片側で１．５５μm大きくなる。その分、光透過率が減少する。これが問題になる値になるか否かは、元の輝度信号線２１の幅ｗｗがどの程度であるかにもよるが、高精細表示装置でない限り許容範囲である。

【0066】

図１７及び図１８の場合、輝度信号線２１による遮光は、実質的には、遮光膜２２の幅によって決められる。つまり、画素における光透過率は、図１７では、輝度信号線２１よりも幅の広い、幅ｗ１の遮光膜２２によって決められる。この場合、ダミー信号線２５の幅も輝度信号線２１の幅ｗｗではなく、遮光膜２２の幅ｗ１に合わせて設定することになる。また、図１８では、光透過率は、輝度信号線２１よりも幅の広い、幅ｗ２の遮光膜２２によって決められる。この場合、ダミー信号線２５の幅も輝度信号２１の幅ｗｗではなく、遮光膜２２の幅ｗ１に合わせて設定することになる。

【実施例0067】

実施例１は、輝度信号線２１の下層に遮光膜２２を配置することによって、特定角度以上の光が輝度信号線２１側面から反射しない構成である。実施例２では、輝度信号線２１の断面構造のみによって、特定角度以上の光が輝度信号線２１の側面から反射しない構成とすることによって、光漏れを防止する構成を与えるものである。

【0068】

図１９は、実施例２を示す輝度信号線２１の断面図である。屈曲した輝度信号線２１の偏光軸方向からの角度、は１５度以上であること、入射する光の輝度信号線の主面と交差する角度が３０以上の光に対して作用させる等の点は、実施例１で説明したのと同じである。

【0069】

図１９において、輝度信号線２１の断面構造は、厚さ５００nmのアルミニウム膜２１２の下側にベースメタルとしてチタン（Ｔｉ）膜５０nmを、上側にキャップメタルとしてチタン（Ｔｉ）膜５０nmが形成されている構成は実施例１と同じである。図１９の特徴は遮光膜を用いずに、輝度信号線２１の断面構造のみによって、アルミニウム膜２１２及びキャップ層２１３の側面において、反射する光を実質的に、無くすことである。

【0070】

図１９において、第１層のＴｉ膜の幅は、もともとの輝度信号線２１の幅よりも、片側においてｄｗ３、両側の合計で２ｄｗ３、大きくなる。輝度信号線２１の値は、合計で６００ｎｍであるから、ｄｗ３＝６００／ｔａｎ３０＝１０４０ｎｍ、すなわち、片側で１μｍ大きくなる。このように、実施例２では、実施例１の場合よりも、輝度信号線２１の実質的な幅の増加は抑えることが出来る。これが問題になる値になるか否かは、元の輝度信号線２１の幅ｗｗがどの程度であるかにもよるが、高精細表示装置でない限り許容範囲である。

【0071】

図２０乃至図２３は、図１９の構成を実現する製造工程の１例を示す断面図である。図２０は、輝度信号線２１の本体を構成するアルミニウム膜の幅を規定するために、レジスト５０を幅ｗｗで形成した状態を示す断面図である。図２１は、図２０のレジスト５０によって、チタン（Ｔｉ）で構成されたキャップメタル２１３をパターニングした状態を示す断面図である。図２２は、図２１に示すキャップメタル２１３をレジストにしてアルミニウム膜２１２をパターニングした状態を示す断面図である。図２３は、実質的な遮光膜となる、チタン（Ｔｉ）で形成されたベースメタルを幅ｗ３で形成するためにレジスト５０を形成した状態を示す断面図である。図２３の状態において、ベースメタル２１１であるＴｉ膜をエッチングすると、図１９に示す実施例２による輝度信号線２１が形成される。

【0072】

以上の説明は、輝度信号線２１が３層構成であるとして説明したが、本実施例は、３層構成に限らず、２層構成、あるいは４層以上の構成の場合にも適用することが出来る。