(57)【要約】【課題】  隣接する配線や素子とのカップリングノイズや飛び込みノイズを低減させ、画質を向上させるとともに、画素に配線ショートが発生しても冗長性が付与されて欠陥を欠陥とせずに取扱える液晶表示装置を提供する。【解決手段】  複数の垂直信号線と複数の水平信号線との交差部にそれぞれ表示画素を設けるとともに、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設け、しかも、前記シールド線の電位を、前記表示画素を黒表示させる値に設定した。【選択図】      図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の垂直信号線と複数の水平信号線との交差部にそれぞれ表示画素を設けるとともに、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設け、しかも、前記シールド線の電位を、前記表示画素を黒表示させる値に設定したことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
ノーマリーブラックモードでは、前記シールド線の電位を、対向電極の電位と同一若しくは近似した値に設定したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【請求項３】
ノーマリーホワイトモードでは、前記シールド線の電位を、表示画素に印加される電圧の最大値若しくは最小値若しくはこれらに近似した値に設定したことを特徴とする請求項１記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、液晶表示装置は、図６（ａ）に示すように、表示領域１００の外側に垂直駆動回路１０１と水平駆動回路１０２とを有する構成が一般的となっている。
【０００３】
前記表示領域１００は、図６（ｂ）に示すように、複数の垂直信号線２０１と複数の水平信号線２０２との交差部にそれぞれ表示画素２０３を設け、前記垂直信号線２０１に前記垂直駆動回路１０１を接続する一方、水平信号線２０２に、図示しないビデオ信号入力線を介して前記水平駆動回路１０２を接続している。前記表示画素は、薄膜トランジスタ（例えばＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）２０４とキャパシタ２０５と画素電極２０６とから構成されている。２０７はキャパシタ線である。
【０００４】
かかる液晶表示装置にＲＧＢの三原色を有する染料や顔料を含む樹脂膜からなるカラーフィルタを取付けて、カラー表示可能としたもの、あるいはカラーフィルタを有しない液晶表示装置を３枚用い、各々にＲＧＢの光と信号を入力して映像を合成しカラー表示を行うプロジェクターやプロジェクションテレビ、さらには同じくカラーフィルタを有しない液晶表示装置を１枚だけ用い、パネルに入力する光や信号を工夫することでカラー表示を行うプロジェクターやプロジェクションテレビなどをカラー液晶表示装置（以下単に「液晶表示装置」という）とすると、パソコン等に代表されるデジタル機器の普及に伴い、このカラー液晶表示装置に求められる要求も多様化し、高精彩化や色再現性という高画質化に関わるニーズが高まってきている。
【０００５】
そのため、これまで透過型の液晶表示装置の独断上であったプロジェクター市場やプロジェクションテレビ市場も、より高画質化の可能性を有する反射型の液晶表示装置の需要が高くなってきている。
【０００６】
反射型の液晶表示装置は、（イ）１画素（最小の表示単位）面積を小さくして小型化を図る。（ロ）小型化せずに多画素化をはかる。（ハ）液晶表示装置の構造上避けることのできない格子状の画素−画素間の黒表示エリアを縮小して画像の滑らかさをあげる。などの手法が透過型液晶表示装置よりも容易に実現できるというメリットがある。
【０００７】
ところが、多画素化や画素面積の小型化を行うと、配線カップリング量の変動による信号波形のなまりや隣接する信号配線からのノイズが発生しやすくなってしまい、表示画質の悪化につながるおそれがある。
【０００８】
そこで、垂直信号線及び水平信号線の一部又は全部に対して、接地されたシールド線を設け、隣接する配線や素子とのカップリングノイズや、飛び込みノイズを低減させて表示画質を向上させたものが提案された（例えば特許文献１を参照。）。
【０００９】
すなわち、シールド線の電位は一定であるため、外部からのノイズなどの影響を受けにくい駆動が可能となり、高画質化が図れる、とされている。
【特許文献１】特開平０６ー１１６８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
ところが、上述した特許文献１に記載されているように、接地されたシールド線を垂直信号線及び水平信号線の一部又は全部に設けた構造では、配線占有密度が高くなってしまい、各画素において配線ショートなどの欠陥を生じるおそれがあった。
【００１１】
したがって、確かに画質は向上するものの、製品歩留まりが低下してしまうおそれがある。
【００１２】
例えばＤＲＡＭなどのメモリーであれば、予め予備のブロックを持っており、ヒューズなどを用いて、欠陥のあるブロックを予備のブロックに切り替える、いわゆる冗長救済回路があるが、液晶表示装置ではブロックで切り替えても画素とカラーフィルタとが対応しているカラー液晶表示装置としてはこれを採用することはできない。
【００１３】
本発明は、上記課題を解決することのできるカラー液晶表示装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
請求項１記載の本発明では、複数の垂直信号線と複数の水平信号線との交差部にそれぞれ表示画素を設けるとともに、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設け、しかも、前記シールド線の電位を、前記表示画素を黒表示させる値に設定したカラー液晶表示装置とした。
【００１５】
請求項２記載の本発明では、請求項１記載のカラー液晶表示装置において、ノーマリーブラックモードでは、前記シールド線の電位を、対向電極の電位と同一若しくは近似した値に設定したことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の本発明では、請求項１記載のカラー液晶表示装置において、ノーマリーホワイトモードでは、前記シールド線の電位を、表示画素に印加される電圧の最大値若しくは最小値若しくはこれらに近似した値に設定したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明では、複数の垂直信号線と複数の水平信号線との交差部にそれぞれ表示画素を設けるとともに、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設け、しかも、前記シールド線の電位を、前記表示画素を黒表示させる値に設定したために、たとえ配線ショートなどの欠陥を生じても、人間の目ではその欠陥を認識できないために良品として取扱うことが可能となる。したがって、画質向上を図りつつ、製品歩留まりの低下を防止することが可能となる。
【００１８】
また、ノーマリーホワイトモードであってもノーマリーブラックモードであっても、簡単に冗長性を付与することができ、しかも、シールド線専用の電源は不要であり、液晶表示装置内で用いられる電源を使用することが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、液晶表示装置に係るものであり、複数の垂直信号線と複数の水平信号線との交差部にそれぞれ表示画素を設けるとともに、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設け、しかも、前記シールド線の電位を、前記表示画素を黒表示させる値に設定したことに特徴がある。
【００２０】
このとき、ノーマリーブラックモードでは、前記シールド線の電位を、対向電極の電位と同一若しくは近似した値に設定するとよい。他方、ノーマリーホワイトモードでは、前記シールド線の電位を、表示画素に印加される電圧の最大値若しくは最小値若しくはこれらに近似した値に設定するとよい。
【００２１】
すなわち、前記垂直信号線及び水平信号線それぞれにシールド線を設けることで、多画素化や画素面積の小型化を実現しつつ、配線カップリング量の変動による信号波形のなまりや隣接する信号配線からのノイズが発生を防止して画質向上を図りながら、なおかつ、シールド線の配置による配線占有密度の向上に起因する配線ショートなどの欠陥に対して冗長性を持たせることができるものとしている。
【００２２】
液晶表示装置における冗長性の根底は、不良として「人の目にどう映るか」にある。したがって、液晶表示装置では、「人の目で判別出来ない欠陥は良品」として扱うことができるのである。
【００２３】
そこで、冗長性のある不良（欠陥）を考えると、カラー液晶表示装置の場合、人の目では、ＲＧＢ（レッド／グリーン／ブルーの３原色）が混ざり合った画像では１色だけが黒表示となっても、それを判別することは非常に困難である。したがって、画素とシールド線のショートが発生しても、表示画素が黒表示となるようにシールド線の電位を設定すれば、人の目には配線ショートの欠陥が欠陥として捕らえることができず、結果的に良品となんら変わらないことになる。
【００２４】
液晶の駆動は、１画素ごとに対向電極電位に対して矩形の信号を与える交流駆動が使われている。また、液晶表示装置では、画素に電圧が印加されない状態の表示が、白か黒かによってノーマリーホワイト若しくはノーマリーブラックに分かれている。
【００２５】
そこで、各シールド線の電位を、表示画素にとって黒表示に近い電位にしておけば、画素とシールド線のショートが発生しても、表示上、人の目では判別できなくなって良品として扱うことが可能となるのである。
【００２６】
ところで、黒表示に近い電位としたのは、液晶表示装置にとって、完全に黒の状態でなければならないというのではなく、液晶の特性が電圧に対して敷居値を有した特性を持っているため、ある程度の幅を持った電位であればよいのである。
【００２７】
すなわち、ノーマリーブラックの場合では、必ずしも対向電極電位と同一である必要はなく、他方、ノーマリーホワイトの場合は、必ずしも垂直信号線に印加される電圧の最大値か最小値の電位にする必要はなく、黒表示に近い電位であれば構わないということである。場合によってはグランドであっても問題はない。
【００２８】
そして、本実施の形態における液晶表示装置では、シールド線専用の電源を必要としないことから、もともと液晶表示装置内で使われている電源を使用することができ、コスト増となるおそれもない。
【００２９】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態をより具体的に説明する。本発明は、特にカラー液晶表示装置に好適に採用でき、以下の説明ではカラー液晶表示装置として説明する。図１は本実施の形態に係るカラー液晶表示装置の断面視による説明図、図２は同カラー液晶表示装置の表示領域を示す平面視による説明図である。
【００３０】
図１に示すように、本実施の形態に係るカラー液晶表示装置（以下、「液晶表示装置」とする）１は、シリコン基板（Ｓｉ基板）１０上にトランジスタ１１とキャパシタ１２及び画素電極１３からなる表示画素１４が形成され、その上方に映像信号配線となる垂直信号線１５（図２）のための第１メタル層１６が形成され、同第１メタル層１６の上にはゲート（制御信号）配線となる水平信号線１７（図２）のための第２メタル層１８が形成され、この第２メタル層１８の上には、光反射板としての第３メタル層１９が形成されている。
【００３１】
さらに、この第３メタル層１９の上に、液晶配向を整列させるための基板側配向膜２０と対向側配向膜２１とが形成され、これら基板側配向膜２０と対向側配向膜２１との間に液晶２２が挟持されている。
【００３２】
また、前記対向側配向膜２１上にカラーフィルタ２３が形成され、その上に透明電極２４として例えばＩＴＯ（インジウムとすずの酸化物）膜が全面に形成され、さらにその上にガラス基板２５が配設されている。
【００３３】
図１中、２６は層間絶縁膜、２７はＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）などの素子分離領域である。
【００３４】
なお、本実施の形態では、カラーフィルタを形成している場合としているが、先の背景技術の項でも述べたように、カラーフィルタを用いなくても構わない。また、ここでは対向側にカラーフィルタを設ける方式としているが、その方式も限定されるものではなく、例えば、前記第３メタル層１９の上にカラーフィルタを設けても構わない。
【００３５】
前記カラーフィルタ２３は、例えば、ゼラチンや樹脂、フォトレジスト液等に蛍光染料や蛍光顔料等の蛍光物質を加えて形成されたものである。また、このカラーフィルタ２３は、特定の波長領域、すなわち必要とする波長領域の光を透過し、かつそれ以外の波長領域の光を吸収するものであり、例えば赤色用のカラーフィルタ２３は、赤色の波長領域の光を透過し、それ以外の波長領域の光を吸収する。そして、フルカラー表示するために、前記カラーフィルタ２３として赤色用、緑色用、青色用の三種類を用い、これらをモザイク状やトライアングル状、ストライプ状などに平面配置して各色毎に表示画素１４を形成し、各表示画素１４を透過する光を合成するようにしている。
【００３６】
すなわち、カラーフィルタ２３を透過した光が、その後方に設けられた光反射板としての第３メタル層１９によって反射し、再度カラーフィルタ２３を透過して入射側に出射光として取り出されることにより、この出射光は各表示画素１４による光の合成によって所望の色調を有した画像を表示することができるのである。
【００３７】
また、本実施の形態では、上記した基本構成に加え、前記垂直信号線１５及び水平信号線１７のそれぞれにシールド線３を設けている。
【００３８】
すなわち、前記垂直信号線１５の左右及び前記水平信号線１７の左右にシールド線３を配置して、シールド線３によって前記垂直信号線１５及び水平信号線１７をそれぞれ挟むようにしている。
【００３９】
これを平面視で示すと図２のようになる。すなわち、複数の表示画素１４がマトリクス状に配設されており、各表示画素１４は、複数の垂直信号線１５と複数の水平信号線１７との交差部にそれぞれ設けられている。そして、前記垂直信号線１５及び水平信号線１７それぞれを挟むように複数のシールド線３が設けられている。
【００４０】
このシールド線３は、隣接する配線や素子とのカップリングノイズや飛び込みノイズを低減させることを目的として配置されており、前記ノイズによる信号波形のなまりを防止して、液晶表示装置１における表示画質を向上させることが可能となっている。
【００４１】
なお、本実施の形態では、シールド線３を平面視で各表示画素１４を四辺で囲むようにしているが（図２参照）、少なくとも表示画素１４に対して１本以上配置されていればよい。また、図１に示すように、第１メタル層１６を垂直信号線１５用に、第２メタル層１８を水平信号線１７用に使っているが、配線の使用目的を限定するものではない。使用目的を逆にしてもよいし、水平信号線１７を、例えばトランジスタ１１のゲート電極と同時に形成するなどの方法もとることができる。また、トランジスタ１１とキャパシタ１２を同一の基板上に形成しているが、例えばキャパシタ１２をメタル配線中に形成したり、又はトランジスタ１１の上に積層したりすることもできる。
【００４２】
上記構成からなる液晶表示装置１において、本実施の形態で特徴となるのは、前記各シールド線３の電位を、各表示画素に黒表示させる電位、あるいは黒に近い表示が可能な電位にするようにしたことにある。
【００４３】
黒表示のみに限らず、黒に近い表示が可能な電位としたのは、図３に示すように、液晶は、その特性として電圧に対して敷居値を有していることから、シールド線３の電位はある程度の幅を持っていても構わない。例えば±５Ｖで駆動する液晶を使っている場合、黒表示となる電圧の±２．５Ｖ程度の電位であればほとんど問題はない。なお、図中、実線で示したのは後述するノーマリーホワイトモードであり、破線で示したものはノーマリーブラックモードである。
【００４４】
液晶の駆動は、図４に示すように、１画素に透明電極２４の電位に対して矩形の信号を与えるようにした交流駆動が使われており、画素に電圧が印加されない状態の表示が白であるか黒であるかによって前記ノーマリーホワイトモードとノーマリーブラックモードとに分かれる。なお、図４において、各表示画素１４に印加される電圧はカップリングなどの影響で上下一定になることはないため、透明電極２４の電位ａは上下の印加電圧の中央位置をとることはないが、説明を容易にするために透明電極２４の電位ａを中央位置にて示している。
【００４５】
そこで、本実施の形態におけるシールド線３の具体的な電位としては、ノーマリーブラックモードであれば、透明電極２４の電位ａと同一若しくは近似した値に設定している。
【００４６】
一方、ノーマリーホワイトモードであれば、前記シールド線３の電位は表示画素１４に印加される電圧の最大値若しくは最小値、若しくはこれらに近似した値に設定している。
【００４７】
このように、ノーマリーブラックモードとノーマリーホワイトモードとでシールド線３の電位を変えて設定しておくことで、表示画素１４で配線ショートが発生しても、常時黒表示することが可能となり、配線ショートによる表示欠陥を人の目では判別することができない。
【００４８】
すなわち、冗長性のある欠陥を考えると、人の目ではＲＧＢ（レッド／グリーン／ブルーの３原色）が混ざり合った画像では、一つの画素だけが黒表示となってもその判別は非常に困難なものである
そこで、図５に示すように、ある所定の画像を表示する場合に、例えばカラーフィルタ２３の緑（Ｇ）に対応する表示画素１４Ｇに配線ショートによる欠陥が発生した場合、この表示画素１４Ｇが黒表示されるようにシールド線３の電位を設定しておけば、緑色としては発色せず黒表示となる。なお、図５中、２８はブラックマトリクスと呼ばれる遮光膜であり、各表示画素１４間に設けられている。
【００４９】
前述したように、ＲＧＢが混ざり合った画像では、人の目では欠陥を有する表示画素１４が存在することを判別することは難しく、結果的に欠陥が認識されないことになることから、この液晶表示装置１自体は良品として扱うことが可能となるのである。
【００５０】
以上説明してきたように、シールド線３の電位を各画素単位に指定可能とし、その電位を、各表示画素に黒表示させる電位、あるいは黒に近い表示が可能な電位にすることで、たとえ表示画素１４で配線ショートなどの欠陥を生じても、人間の目ではその欠陥を認識できないために良品として取扱うことが可能となる。
【００５１】
したがって、本実施の形態によれば、シールド線３を配設して液晶表示装置１としての画質向上を図ることができるとともに、ノイズが小さくなることから、素子のさらなる小型化の可能性が広がり、今後市場から要求されると予想される多画素化による画質向上、あるいは液晶表示パネルの小型化の低コスト化が実現可能となる。
【００５２】
また、シールド線３によって、配線密度が高くなることから入射光によるトランジスタ１１の遮光も同時に行え、入射光マージンを拡大することができる。
【００５３】
しかも、シールド線３による配線の高密度化によって懸念される画素のショート欠陥についても、上述したようにシールド線３の電位を、各表示画素に黒表示させる電位、あるいは黒に近い表示が可能な電位にすることで冗長性が付与され、欠陥を良品として取扱えるようになることで、製品歩留まりの低下を防止することができ、さらに、シールド線３専用の電源は不要であることからコスト増のおそれもなく、トータル的な低コスト化に寄与することができる。
【００５４】
しかも、ノーマリーホワイトモード、ノーマリーブラックモードそれぞれに合わせてシールド線３の電位を設定することで、いかなるモードであっても簡単に冗長性を付与することができる。
【００５５】
以上、実施形態を通して本発明を説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００５６】
すなわち、本発明は、液晶表示装置１において、主に複数の垂直信号線１５と複数の水平信号線１７との交差部にそれぞれ表示画素１４を設けるとともに、前記垂直信号線１５及び水平信号線１７それぞれにシールド線３を設け、しかも、前記シールド線３の電位を前記表示画素１４を黒表示させる値に設定したことに特徴があり、液晶の種類や液晶表示装置１の具体的な構造を限定するものではない。また、本実施の形態のようなアナログ駆動のみならず、デジタル駆動などその他の駆動方式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】本実施の形態に係る液晶表示装置の断面視による説明図である。
【図２】同液晶表示装置の表示領域を示す平面視による説明図である。
【図３】画素への印加電圧と画素の黒表示との関係を示す説明図である。
【図４】画素に交流駆動するために印加される電圧を示す説明図である。
【図５】表示画素を黒表示させた状態を示す説明図である。
【図６】従来の液晶表示装置の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
３  シールド線
１１  トランジスタ
１２  キャパシタ
１３  画素電極
１４  表示画素
１５  垂直信号線
１７  水平信号線
２３  カラーフィルタ
【図１】
2005308796.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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