(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にそれぞれスイッチング素子を有する画素電極がマトリクス状に配置され、列方向に複数の信号線が配列され、列毎にそれぞれの前記信号線に前記スイッチング素子が共通接続されたアレイ基板と、
前記アレイ基板と対向するように配置され、基板上に透光性対向電極が設けられた対向基板と、
前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを備える液晶表示装置において、
各信号線は屈曲していて列方向に沿う部分と行方向に沿う部分とを有し、前記列方向に沿う部分の全幅を含む領域は、行方向に隣接する２つの画素電極に交互に重畳していることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記画素電極は、不透明反射電極である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】
各信号線が前記画素電極に重畳される面積はそれぞれ略等しい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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図４に、従来の反射型液晶表示装置１００の平面図を示し、この図４におけるＢ−Ｂ線に沿う縦断面を図５に示す。この装置は、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴという）１１４がマトリクス状に配置されたアレイ基板１１０と、透光性対向電極１３６が形成された対向基板１３０と、これらの基板１１０及び１３０の間に挟持された液晶層１５０とを備えている。
【０００３】
アレイ基板１１０上には、行方向に沿って複数配列され、同方向に沿って配置されているＴＦＴ１１４のゲートが共通接続された走査線１１３と、これと直交する列方向に沿って複数配列され、この方向に沿って配置されているＴＦＴ１１４のソース、ドレインの一方の端子が共通接続された信号線１１９とが配線されている。ＴＦＴ１１４の他方の端子は、絶縁膜を介して信号蓄積容量線１１６との間で信号の蓄積を行う容量を構成すると共に、コンタクト１２５を介して後述する反射画素電極１２０に接続されている。
【０００４】
走査線１１３、信号線１１９、蓄積容量線１１６、ＴＦＴ１１４の上面には有機絶縁層１１８が形成されており、この有機絶縁層１１８の上面には各画素毎に対応して反射画素電極１２０が形成されている。
【０００５】
対向基板１３０には、基板１３２の表面上にカラーフィルタ１３４と共通電極１３６とが積層されている。カラーフィルタ１３４は、各画素毎に赤、青、緑の各色が配列された構成となっている。そして、基板１３２における液晶層１５０とは反対側の表面上に、位相差板あるいは偏向板等の光学フィルム１８８が貼り付けられている。
【０００６】
このように反射型液晶表示装置１００は、有機絶縁層１１８を介して、ＴＦＴ１１４や信号蓄積容量線１１６の上層に反射画素電極１２０が設けられている。これにより、図中上方から入射された光を反射画素電極１２０によって反射する面積を増大させることができ、その結果としてバックライトがなくとも暗い場所で明るい画像を表示することが可能となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の液晶表示装置には次のような問題があった。図６（ａ）に示されたように、緑の中間調背景３０１にラスターウィンドウ３０２を表示させた場合、ウィンドウ３０２の端部において縦クロストークが生じる。図４において、反射画素電極１２０と信号線１１９とは有機絶縁層１１８を介して対向するので、容量結合した状態にある。ところが、ある画素電極１２０と容量結合する信号線１１９は、当該画素電極１２０に接続された１本の信号線１１９のみである。
【０００８】
このため、本来同じ緑色を表示すべき緑の中間調背景３０１であっても、ラスターウィンドウ３０２の下に隣接する画素３０３と、ラスターウィンドウ３０２から離れた位置にある画素３０４とでは、信号線１１９が容量結合により画素電極１２０に与える影響が異なってくる。即ち、ラスターウィンドウ３０２の上下方向に隣接する画素３０４では、ラスターウィンドウ３０２を表示するための信号電位が信号線１１９に印加されているので、容量結合を介してその影響を受けることになる。
【０００９】
ここで、図５（ａ）に示されたように、画素３０３にはラスターウィンドウ３０２の影響を受けて電圧ＶP1が印加され、画素３０４には本来の電圧ＶP0が印加されるものとする。この場合の画素３０３と画素３０３とにそれぞれ印加される画素電位の時間的変化は、図７に示されるようである。
【００１０】
そして、電圧ＶP1とＶP0は以下のように表すことができる。中間調の信号電位をＶsg、黒色での信号電位をＶsb、ラスターウィンドウ表示を行う信号電位をＶswとする。さらに、ある画素とこれにＴＦＴを介して接続された信号線との間のカップリング率をＰco、この信号線に隣接するｉ本目の信号線と当該画素との間のカップリング率をＰciとする。
ＶP0＝Ｖsg                                              …    （１）
ＶP1＝Ｖsg＋Ｐc0（Ｖsb−Ｖsg）＋Ｐc1（Ｖsw−Ｖsg）＋Ｐc2（Ｖsb−Ｖsg）＋Ｐc3（Ｖsw−Ｖsg）＋  …
＝Ｖsg＋（Ｐc0＋Ｐc2＋ＰC4＋…）（Ｖsb−Ｖsg）
＋（Ｐc1＋Ｐc3＋ＰC5＋…）（Ｖsw−Ｖsg）      …    （２）
この結果、画素３０３における画素電極１２０と画素３０４における画素電極１２０とでは実効電圧が相違し輝度差が生じるので、クロストークが発生する。このような問題は、透過型液晶表示装置においても同様に発生していた。
【００１１】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、クロストークを防止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。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、基板上にそれぞれスイッチング素子を有する画素電極がマトリクス状に配置され、列方向に複数の信号線が配列され、列毎にそれぞれの前記信号線に前記スイッチング素子が共通接続されたアレイ基板と、前記アレイ基板と対向するように配置され、基板上に透光性対向電極が設けられた対向基板と、前記アレイ基板と前記対向基板との間に挟持された液晶層とを備え、各信号線は屈曲していて列方向に沿う部分と行方向に沿う部分とを有し、前記列方向に沿う部分の全幅を含む領域は、行方向に隣接する２つの画素電極に交互に重畳していることを特徴とする。
【００１３】
また、前記画素電極が不透明反射電極であってもよい。
【００１６】
また、各信号線が前記画素電極に重畳される面積は、それぞれ略等しいことが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のー実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１８】
図１に、本実施の形態による液晶表示装置の横方向の断面構造を示し、この図１におけるＡ−Ａ線に沿う縦方向の断面構造を図２に示す。本装置２００は、スイッチング素子としてＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、…がマトリクス状に配置されたアレイ基板２０と、透光性対向電極５４が形成された対向基板８０と、これらの基板２０及び８０の間に挟持された液晶層９０とを備えている。
【００１９】
アレイ基板２０は、基板２２上において行方向（図中左右方向）に沿って複数本配列され、同方向に沿って配置されているＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、…のゲートが共通接続された走査線２４、２４０…と、これと直交する列方向（図中上下方向）に沿って複数本配列され、この方向に沿って配置されている信号線２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、…、とが配置されている。ここで、信号線２７ａはＴＦＴ３０ａ、３００ａ…のソース、ドレインの一方の端子が共通接続され、信号線２７ｂはＴＦＴ３０ｂ、３００ｂ、…の一方の端子が共通接続され、信号線２７ｃはＴＦＴ３０ｃ、３００ｃ、…の一方の端子が共通接続されている。ＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、…の他方の端子は、絶縁膜を介して信号蓄積容量線２６との間で蓄積容量を構成し、さらにコンタクト２７を介して後述する画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…に接続されている。
【００２０】
より詳細には、ＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、…は、チャネル領域が形成される半導体層と、その両端に位置しソース、ドレイン電極とオーミック接続される低抵抗半導体層とを有する。低抵抗半導体層上に、ソース電極、ドレイン電極が接続され、このうちの一方の電極がコンタクトホール２９を介して画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…に接続されている。
【００２１】
走査線２４、２４０、…、信号線２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、…、ＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、…、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ、…の上面に図示されていない保護膜が形成され、保護膜の上面には例えばアクリル系樹脂から成る有機絶縁層１１８が形成されている。この有機絶縁層１１８の上面に、各画素毎に対応して反射画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…が形成されている。反射画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…は、図中上方から入射された外部光を反射する作用を有するように、例えば銀やアルミニウム、あるいはこれらの合金等の反射率の高い材料により形成されている。
【００２２】
対向基板８０において、基板１３２の表面上にカラーフィルタ５２と共通電極５４とが積層されている。カラーフィルタ５２は、各画素毎に赤、青、緑の各色が配列された構成となっている。基板１３２における液晶層９０とは反対側の表面上には、位相差板あるいは偏向板等の光学フィルム１８８が貼り付けられている。アレイ基板２０と対向基板８０との間には、液晶層９０が挟持されている。液晶層９０としては、例えばネマティック液晶等の材料を用いることができる。
【００２３】
アレイ基板２０上に設けられたＴＦＴ３０ａ、３０ｂ、…により反射画素電極５０ａ、５０ｂ、…に印加される信号電位が画素毎にスイッチングされる。図中上方から対向基板８０を介して入射された外部光が、反射画素電極５０ａ、５０ｂ、…により反射され、画素を単位として液晶層９０により透過率が制御されて所定の画像が形成される。
【００２４】
そして、図４及び図５に示された従来の装置と異なり、本実施の形態では反射画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…のそれぞれの下方には、有機絶縁層１１８を介して２本の信号線が対向するように配置されている。例えば、反射画素電極５０ａに対しては、この画素に対応する信号線２７ａの部分２７ａ１のみならず、隣接する画素に対応する信号線２７ｂの部分２７ｂ２が対向している。反射画素電極５０ｂに対しては、この画素に対応する信号線２７ｂの部分２７ｂ１のみならず、隣接する画素に対応する信号線２７ｃの部分２７ｃ２が対向している。さらに、反射画素電極５０ａと対向する信号線２７ａの部分２７ａ１の面積と、信号線２７ｂの部分２７ｂ２の面積とは略同一であり、同様に反射画素電極５０ｂと対向する信号線２７ｂの部分２７ｂ１の面積と、信号線２７ｃの部分２７ｃ２の面積とは略同一である。
【００２５】
このように配線することで、絶縁膜１１８を介してそれぞれの反射画素電極５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、…、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ、…が二本の信号線２７ａ、２７ｂ、２７ｃ、…と容量結合する。例えば、反射画素電極５０ａは信号線２７ａ及び２７ｂと略均等な面積で容量結合し、これに隣接する反射画素電極５０ｂは信号線２７ｂ及び２７ｃと略均等な面積で容量結合する。このため、ある反射画素電極とこれに隣接する他の反射画素電極との間の輝度差が緩和され、クロストークを防止することができる。この結果、図６に示されたように緑の中間調背景３０１にラスターウィンドウ３０２を表示させた場合、ウィンドウ３０２の下に隣接する画素３０３に印加される電圧は、従来よりもウィンドウを表示する電圧の影響を受けず、他の領域の画素３０４に印加される本来の電圧ＶP0に接近したものとなる。従って、ウィンドウ３０２の端部において縦クロストークの発生が防止される。
【００２６】
ところで、１本の信号線を２つの画素電極と均等に容量結合させるには、例えば図３に示されるように、２つの画素電極２０１及び２０２の間に１本の信号線２０３を配置することも考えられる。このような構成では、信号線２０３の電位が容量結合を介して２つの画素電極２０１及び２０２に与える影響を平均化することはできる。
【００２７】
しかし、信号線２０３が画素電極２０１又は２０２のいずれかの下に完全に覆われるように配置されないと、信号線２０３の電位と対向電位とにより画素電極の存在しない部分の液晶層が応答することになる。この結果、信号線２０３の上部で不所望な表示を行ってしまう。よって、信号線は図３のように配置するのではなく、上記実施の形態のように、複数の画素電極のうち各々の電極のみによって完全に覆われる部分を有するように配置する必要がある。即ち、図１に示された画素電極５０ｂを例にとると、この画素電極５０ｂは信号線２７ｂ１の全幅を含む領域と信号線２７ｃ２の全幅を含む領域と重畳する必要がある。ここで、信号線の全幅とは、図示されたように列方向に直交する方向の信号線の幅とする。
【００２８】
上述した実施の形態は一例であり、本発明を限定するものではない。例えば、上記実施の形態では１つの画素電極と２本の信号線とが対向するように配置されている。しかし、２本に限らず３本以上の信号線と１つの画素電極とが対向するように配置されていても、同様な作用及び効果が得られる。但し、信号線の本数が増えると信号線の長さが長くなり、配線領域の増加を招くことになるので通常は３本以下にした方が望ましい。
【００２９】
また、本実施の形態は反射型液晶表示装置を対象としているが、透過型液晶表示装置においても同様に本発明を適用することで、クロストークを防止することが可能である。但し、透過型液晶表示装置では画素電極が透光性を有し、１つの画素電極の下に２本以上の信号線を配置すると、開口率を確保することが困難になりやすい。これに対し、上記実施の形態のように反射型液晶表示装置では画素電極が不透明な反射画素電極であるため、１つの画素の下に複数本の信号線を配置しても開口率には影響せず、高輝度な表示が可能である。
【００３０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の液晶表示装置によれば、絶縁膜を介して１本の信号線がー画素電極のみと対向する部分と他の画素電極のみと対向する部分とを有するので、複数の画素電極との間で容量結合することになり、画素電極間での輝度差を緩和してクロストークを防止することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態による液晶表示装置の平面方向の構造を示した横断面図。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿う縦断面構造を示した断面図。
【図３】液晶表示装置において１本の信号線が二つの画素電極間に配置されている様子を示した平面図。
【図４】従来の液晶表示装置の平面方向の構造を示した横断面図。
【図５】図１のＢ−Ｂ線に沿う縦断面構造を示した断面図。
【図６】画面上に表示されたウィンドウとその周辺領域とを示した説明図。
【図７】従来の液晶表示装置の画素電極に印加される信号電圧の時間的変化を示したタイムチャート。
【符号の説明】
２０  アレイ基板
２２、１３２  基板
２４、２４０  走査線
２６  信号蓄積容量線
２７ａ、２７ａ１、２７ａ２、２７ｂ、２７ｂ１、２７ｂ２、２７ｃ、２７ｃ１、２７ｃ２  信号線
２９  コンタクト
３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３００ａ、３００ｂ、３００ｃ  ＴＦＴ
５０ａ、５０ｂ、５０ｃ、５００ａ、５００ｂ、５００ｃ  反射画素電極
５２  カラーフィルタ
５４  共通電極
８０  対向基板
９０  液晶層
１１８  絶縁層
１８８  光学フィルム
２００  液晶表示装置
【図１】
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【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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【図７】
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