JP2007248569A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射表示領域と透過表示領域を備えた液晶装置において、光漏れを低減することによりコントラストの向上を図ると同時に画素面積を充分に確保できる構造を実現する。
【解決手段】本発明の液晶装置１００は、第１基板には配線１１１及び反射層１１５が形成されてなり、反射層によって構成される反射表示領域Ｒと、反射層を有しない透過表示領域Ｔとを備えた複数の画素ＳＰが配列され、前記配線は、前記透過表示領域における前記画素間及び前記反射表示領域に引き回されてなることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は液晶装置及び電子機器に係り、特に、反射表示領域と透過表示領域とを備えた液晶装置に関する。

一般に、外光等に基づく反射光を用いて表示を視認可能とした反射表示と、バックライト等の透過光を用いて表示を視認可能とした透過表示との双方を実現可能に構成した半透過反射型の液晶装置が知られている。この種の液晶装置としては、例えば、縦横にマトリクス状に配列された複数の画素のそれぞれに反射表示領域及び透過表示領域を形成してなる液晶表示体が挙げられる（例えば、以下の特許文献１参照）。

上記の液晶表示体では、一対のガラス等よりなる基板間に液晶が封入されてなり、一方の基板上に反射層が設けられ、各画素内において反射層が形成された領域が上記反射表示領域とされ、反射層が形成されていない領域が上記透過表示領域とされる。また、反射表示領域では基板上に層間絶縁膜を介して反射層が形成され、透過表示領域では上記層間絶縁膜が形成されない構造とすることによって反射表示領域における液晶の厚みを透過表示領域における厚みの半分程度としている。このようにすることで、反射表示を構成する反射光と透過表示を構成する透過光に対する光変調度合（リタデーション値）の差を低減し、それぞれの表示態様を最適化することができる。
特開２０００−１８０８８１号公報

しかしながら、前述の反射表示領域と透過表示領域を備えた液晶表示体においては、反射表示領域に形成される層間絶縁膜の外縁に段差ができるため、この段差に起因する液晶の配向不良により光漏れが生じやすくなり、コントラストが低下するという問題点がある。

特に、一方の基板上に反射層を形成するとともに、他方の基板上には画素間領域の遮光を行うための遮光層を形成する構成が一般的であるため、一対の基板間の組ずれによって遮光層による画素間領域の遮光が不十分となる可能性があるため、上記の光漏れによる影響が大きくなり、また、これを防止するためには遮光層の遮光範囲を広げる必要があるため、設計上、画素の面積（開口率）を大きく設定することができないという問題点がある。

例えば、上記のような構成を備えた液晶装置の一つの構成例（比較例）を考える。図６はこの構成例の画素構造を示す拡大部分平面図である。図６に示すように、一つの画素ＳＰ（サブピクセル）内に、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとが設けられている。一方の基板上には、配線１１及びこれに接続されたスイッチング素子１２が形成され、スイッチング素子１２には導電コンタクト部１３が設けられている。この配線１１及びスイッチング素子１２の上には絶縁膜１４が形成される。この絶縁膜１４は反射表示領域Ｒには形成されているが、透過表示領域Ｔ内には実質的に形成されていない。絶縁膜１４上にはＡｌ等の金属薄膜で構成される反射層１５が形成されている。この反射層１５もまた、反射表示領域Ｒには形成されているが、透過表示領域Ｔには形成されていない。そして、この反射層１５及び上記の導電コンタクト部１３上にＩＴＯ等の透明導電体からなる画素電極１６が形成される。画素電極１６は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの双方に形成される。

上記構成において、隣接する二つの画素ＳＰの間の画素間領域には他方の基板上に形成された遮光層２１Ｘが形成され、この遮光層２１Ｘによって画素間領域の光漏れを防止するようになっている。また、上記配線１１は画素間領域を当該遮光層２１Ｘと重なるように通過している。このような構造では、特に絶縁膜１４の外縁部分に段差が存在することから液晶の配向乱れに起因する光漏れが生ずるが、絶縁膜１４が形成された基板と、遮光層２１Ｘが形成された基板とが別であるため、基板間の組ずれによって光漏れが生ずる虞がある。

また、上記のように遮光層２１Ｘは画素ＳＰの周囲全体を覆っているため、上記の組ずれの影響を考慮すると、画素ＳＰの面積（開口率）を大きく設定することが難しいという問題点がある。このため、特に反射表示領域の面積が充分に確保できず、これによって反射表示が暗くなるという問題点がある。

そこで、本発明は上記問題点を解決するものであり、その目的は、反射表示領域と透過表示領域を備えた液晶装置において、光漏れを低減することによりコントラストの向上を図ると同時に画素面積を充分に確保できる構造を実現することにある。

斯かる実情に鑑み、本発明の液晶装置は、第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶とを有し、前記第１基板には配線及び反射層が形成されてなり、該反射層によって構成される反射表示領域と、前記反射層を有しない透過表示領域とを備えた複数の画素が配列されてなる液晶装置において、前記配線は、前記透過表示領域における前記画素間及び前記反射表示領域に引き回されてなることを特徴とする。

この発明によれば、反射表示領域においては、配線が反射表示領域の面積を少なくすることが無く、透過表示領域においては、配線が画素間に引き回されているので開口率を下げることが無いので、表示に利用できる面積を多くすることができる。

また、本発明の別の液晶装置は、第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶とを有し、前記第１基板には配線及び反射層が形成されてなり、該反射層によって構成される反射表示領域と、前記反射層を有しない透過表示領域とを備えた複数の画素が配列されてなる液晶装置において、隣接する前記画素の間に設けられた画素間領域には、前記反射表示領域に隣接する反射隣接範囲と、前記透過表示領域に隣接する透過隣接範囲とが含まれ、前記配線は、前記反射表示領域で前記反射層の背後を通過するとともに前記透過隣接範囲を通過し、前記反射隣接範囲には前記第１基板上に第１遮光層が形成されていることを特徴とする。

この発明によれば、第１基板上の配線が反射表示領域及び画素間領域の透過隣接範囲を通過することにより、配線が反射表示領域と透過表示領域のいずれにも光学的な影響をほとんど与えないように構成することができる。また、反射隣接範囲には第１基板上に第１遮光層が形成されることにより、第２基板に遮光層を設ける場合のように組ずれの虞もないので、遮光性を維持しつつ、反射表示領域の面積を大きく確保することができるため、反射表示の明るさを高めることができる。

特に、第１遮光層を反射層の背後に配置することによって、第１遮光層によって反射層が覆われることがなくなるため、反射表示領域の面積をさらに増加させることができる。

本発明において、前記透過隣接範囲には前記第２基板上に第２遮光層が配置されることが好ましい。これによれば、透過隣接範囲には第２基板上に第２遮光層が形成されることにより、第１基板上に遮光層を形成する必要がなくなるので、透過隣接範囲において第１基板上に形成された配線層と遮光層との間を層間絶縁膜で絶縁するなど、構造を複雑化する必要がなくなり、また、遮光層を形成することにより生じた段差に起因して透過隣接範囲に隣接する縁部に液晶の配向不良が生ずるといったことも回避できる。

本発明において、前記配線と前記反射層の間には層間絶縁膜が配置され、該層間絶縁膜は前記反射表示領域には形成されているが前記透過表示領域には形成されていないことが好ましい。配線と反射層の間に層間絶縁膜を形成することで両者の絶縁を確保することができるとともに、層間絶縁膜を透過表示領域に形成しないことによって反射表示領域における液晶の厚みを透過表示領域のそれよりも薄くすることができるため、両領域間のリタデーションの差を低減することができる。

本発明において、前記配線と前記反射層の間には層間絶縁膜が配置され、該層間絶縁膜は、前記反射表示領域に形成されるとともに、前記透過表示領域に前記反射表示領域より薄く形成されていてもよい。層間絶縁膜が反射表示領域では厚く設けられ、透過表示領域では薄く設けられている場合でも、上記と同様に両領域間のリタデーションの差を低減できる。

本発明において、前記反射隣接範囲には、隣接する二つの前記画素のそれぞれの前記反射表示領域によって挟まれた反射境界部が含まれ、該反射境界部に前記第１遮光層が形成されていることが好ましい。これによれば、第１遮光層が反射境界部に設けられていることにより、反射境界部を確実に遮光しつつ組ずれの影響を回避することができるので、両側の反射表示領域の面積を共に充分に確保することができる。

この場合において、反射境界部にも層間絶縁膜を配置することにより、層間絶縁膜の段差に起因する反射境界部近傍の液晶の配向不良を低減できる。

本発明において、前記透過隣接範囲には、隣接する二つの前記画素のそれぞれの前記透過表示領域によって挟まれた透過境界部が含まれ、該透過境界部に前記配線が配置されていることが好ましい。これによれば、配線が透過境界部にも配置されることで、配線と反射層の重なり範囲を低減することができるため、配線と反射層の間に発生する寄生容量を低減することができ、これによってレベルシフトを低減し、駆動電圧の低電圧化を図ることができる。

また、配線が反射表示領域において反射層の背後に配置されるとともに透過境界部に配置されることになることにより、反射表示領域と透過表示領域の面積比を変更した場合に、配線の反射表示領域を通過する長さと透過境界部を通過する長さが上記面積比の変化に対応して変化するように構成することが可能になる。したがって、上記面積比の変化に応じて液晶の平均厚みが変化して液晶容量が変化する場合でも、当該面積比の変化により配線と画素電極との間の寄生容量も変化することで、画素の電気光学特性への影響を低減できる。特に、画素ごとにスイッチング素子を設けた場合には、スイッチング素子の素子容量と上記寄生容量とが並列に接続されるため、液晶容量と、素子容量及び寄生容量の和の比（容量比）の変化を低減できる。したがって、面積比を変更してもレベルシフトの変化が生じにくくなるため、装置設計時の煩雑さを低減できるなど、液晶装置の設計変更が容易になる。

なお、この場合において、透過境界部にも層間絶縁膜を形成しないようにすることにより、層間絶縁膜の段さに起因する透過境界部近傍の液晶の配向不良を低減できる。

本発明において、前記画素内の前記反射表示領域と前記透過表示領域の境界線が前記配線の延長方向と交差することが好ましい。これによれば、配線をその延長方向に向けて反射表示領域と透過隣接範囲を順次に通過するように配置することが可能になるとともに、当該境界線を配線の延長方向に移動させることにより、反射表示領域と透過表示領域の面積比を変化させたときの容量比の変化を抑制することが可能になる。

次に、本発明の液晶装置は、第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶とを有し、前記第１基板には、配線及びスイッチング素子と、絶縁層と、該絶縁層を介して前記配線及びスイッチング素子の上層に配置された反射層とが形成されてなり、該反射層によって構成される反射表示領域と、前記反射層を有しない透過表示領域とを備えた複数の画素が配列されてなる液晶装置において、隣接する前記画素の間に設けられた画素間領域には、前記反射表示領域に隣接する反射隣接範囲と、前記透過表示領域に隣接する透過隣接範囲とが含まれ、前記配線は、前記反射表示領域で前記反射層の背後を通過するとともに前記透過隣接範囲を通過し、前記反射隣接範囲には前記第１基板上に第１遮光層が形成されていることを特徴とする。

本発明において、前記第１遮光層は前記配線又は前記スイッチング素子の少なくとも一つの構成層と同材質で形成されていることが好ましい。これによれば、配線又はスイッチング素子の少なくとも一つの構成層と同材質で形成することで、第１遮光層のみを形成する工程を別途設ける必要がなくなるため、製造コストの増大を回避できる。

本発明の電子機器は、上記のいずれかに記載の液晶装置を搭載したことを特徴とする。電子機器としては特に限定されないが、上記の液晶装置は半透過反射型の液晶装置として構成する場合に好適な構成であるので、省電力を図ることが可能である点や野外での視認性に優れるなどの観点から見て、特に、携帯電話機、ノート型パーソナルコンピュータ装置、携帯型情報端末、電子時計等といった携帯型電子機器であることが好ましい。

次に、添付図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は本実施形態の液晶装置１００の画素構造を示す拡大部分縦断面図（図２のＩ−Ｉ線に沿った断面図）、図２は拡大部分平面図、図３は拡大部分縦断面図（図２のIII−III線に沿った断面図）である。

液晶装置１００はガラスやプラスチック等で構成された第１基板１１０と第２基板１２０が図示しないシール材等を介して貼り合わされ、第１基板１１０と第２基板１２０との間に液晶１３０が配置（封入）されたものである。第１基板１１０と第２基板１２０の間隔はスペーサ１３１によって規制されている。

図示例では画素ＳＰの平面形状は略矩形に構成され、この画素ＳＰの片側（図示左側）に反射表示領域Ｒが配置され、その反対側（図示右側）に透過表示領域Ｔが配置される。図示例の場合、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔのいずれもが略矩形の平面形状を備えている。なお、カラー表示体では複数の最小光制御単位（独立して光の制御を実現できる最小の単位）が一組となって、表示態様を決定する最小の表示単位（ピクセル）が構成されるが、本明細書では、最小光制御単位を駆動する構造に関するものであるため、上記の最小光制御単位（サブピクセル）を画素と言うこととする。

図２に示すように、画素ＳＰの周囲には矩形枠状の画素間領域ＩＰが設けられている。この画素間領域ＩＰは、複数の画素ＳＰの間に形成されている。画素間領域ＩＰには、図示中央の画素ＳＰの反射表示領域Ｒに隣接する反射隣接範囲ＩＰ１、ＩＰ２と、図示中央の画素ＳＰの透過表示領域Ｔに隣接する透過隣接範囲ＩＰ３、ＩＰ４とが含まれる。そして、上記の反射隣接範囲には隣接する他の画素の反射表示領域Ｒにも隣接する反射境界部ＩＰ２が含まれ、また、透過隣接範囲には隣接する他の画素の透過表示領域Ｔにも隣接する透過境界部ＩＰ３が含まれている。図示例の場合には、ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４はそれぞれ直線状に構成されている。

第１基板１１０上には、配線１１１及びスイッチング素子１１２が形成されている。本実施形態の場合、配線１１１はデータ配線であり、スイッチング素子１１２はＴＦＤ（薄膜ダイオード）等の二端子型非線形素子である。

図示例では、例えば、配線１１１はＴａ等で構成された第１層と、Ｃｒ等で構成された第２層の積層構造を有し、スイッチング素子１１２は配線１１１に導電接続されたＣｒ等からなる第１金属層１１２Ａ、この第１金属層１１２Ａに図示しない絶縁膜を介して接合されたＴａ等からなる第２金属層１１２Ｂ、この第２金属層１１２Ｂに図示しない絶縁膜を介して接合されたＣｒ等からなる第３金属層１１２Ｃで構成され、第１金属層１１２Ａと第２金属層１１２Ｂの接合構造によって第１ダイオード素子が構成され、第２金属層１１２Ｂと第３金属層１１２Ｃの接合構造によって第２ダイオード素子が逆方向に向いた姿勢で直列に接続された、好ましくは第１金属層１１２Ａと第３金属層１１２Ｃが同じ材料で構成されるいわゆるバック・ツー・バック構造を形成している。なお、上記の第３金属層１１２Ｃは、後述する画素電極に導電接続するための導電コンタクト部１１３に接続される。また、配線１１１を上記のようにスイッチング素子１１２の構成層の一つ又は複数で構成することにより、製造工程を簡略化できる。

ここで、配線１１１は、図示左右方向に配列される複数の画素ＳＰの列に対応して形成されており、これらの画素列に属する複数の画素ＳＰ内のスイッチング素子１１２に共に導電接続されている。配線１１１は反射表示領域Ｒと透過境界部ＩＰ３を交互に通過して伸び、画素ＳＰの配列ピッチを周期とする蛇行状の平面パターンを備えている。すなわち、配線１１１は、反射表示領域Ｒから透過境界部ＩＰ３へと進む部分では外側へ屈折し、透過境界部ＩＰ３からその次の反射表示領域Ｒに進む部分では画素間領域と次の反射表示領域Ｒとの境界に沿って内側へ屈折するといった形状を繰り返すパターンとなっている。そして、画素ＳＰ内の反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界線（図示上下方向に伸びる仮想線）は、配線１１１全体の延長方向（図示左右方向）と交差（図示例では直交）するように構成されている。

なお、図示例では、配線１１１は反射表示領域Ｒから画素間領域ＩＰ３へ出てから屈折するように構成されているが、反射表示領域Ｒ内で屈折して画素間領域ＩＰ２又はＩＰ３へ出る（出てから再び屈折してＩＰ３へ伸びる）ように構成されていてもよい。

上記の反射境界部ＩＰ２には第１遮光層１１２Ｘが形成されている。この第１遮光層１１２Ｘは、上記配線１１１及びスイッチング素子１１２を構成する複数の構成層のうちの少なくとも一つの層（同じ材料）で構成されている。これによって第１遮光層１１２Ｘを形成するための独自の工程を設ける必要がなくなる。なお、配線１１１及びスイッチング素子１１２と導電コンタクト部１１３とを同時に形成する場合や、配線１１１及びスイッチング素子１１２を形成した直後に導電コンタクト部１１３を形成する場合には、第１遮光層１１２Ｘを導電コンタクト部１１３と同じ層で形成してもよい。

第１遮光層１１２Ｘは配線１１１やスイッチング素子１１２とは絶縁された状態で形成されている。これによって後述する寄生容量をいたずらに増加させないように構成できる。図示例の場合、第１遮光層１１２Ｘは配線１１１との間に必要な絶縁を確保するために充分な平面方向の間隔を有している。第１遮光層１１２Ｘは反射境界部ＩＰ２の全幅を完全に覆うように、すなわち、反射境界部ＩＰ２の両側に形成される後述する反射層との間に平面的な隙間を有しないように、好ましくは両側にそれぞれ設けられた反射層と平面的に一部重なるように形成される。

上記の配線１１１、スイッチング素子１１２及び第１遮光層１１２Ｘ上には層間絶縁膜１１４が形成される。この層間絶縁膜１１４は反射表示領域Ｒには形成されるが、透過表示領域Ｔには形成されない。これにより、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間に層間絶縁膜１１４の厚み分の段差が形成される。図示例の場合、層間絶縁膜１１４は反射表示領域だけでなく、隣接する反射境界部ＩＰ２にも形成される。層間絶縁膜１１４を反射境界部ＩＰ２にも形成することにより、隣接する画素ＳＰ間で層間絶縁膜１１４が連続して形成されることになり、反射境界部ＩＰ２と反射表示領域Ｒとの間に層間絶縁膜１１４の厚み分の段差が形成されることが防止され、これによって、反射表示領域Ｒの外縁部の液晶の配向不良が低減される。なお、本実施形態とは異なるが、層間絶縁膜１１４が反射表示領域では厚く設けられ、透過表示領域では薄く設けられている場合でも、上記と同様に反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間に層間絶縁膜１１４の厚み分の段差を設けることができる。

層間絶縁膜１１４は上記導電コンタクト部１１３の少なくとも一部を露出する状態で形成される。すなわち、導電コンタクト部１１３は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界近傍に形成され、層間絶縁膜１１４の外縁部から導電コンタクト部１１３が張り出すように構成されている。

層間絶縁膜１１４は例えばアクリル系樹脂などの樹脂材料で形成されることが好ましいが、その材料は絶縁体であれば特に限定されない。層間絶縁膜１１４の形成方法としては、例えば、感光性樹脂が基板上に塗布され、露光、現像によるフォトリソグラフィ法でパターン形成されることが望ましい。

この層間絶縁膜１１４は上記段差を形成するだけでなく、後述する反射層に散乱性反射面を形成するためにも形成されている。すなわち、層間絶縁膜１１４の表面に、上記のフォトリソグラフィ法による微細な開口を分散配置させた露光パターン等によって微細な凹凸形状を形成する。この微細な表面凹凸形状の上に反射層１１５を薄膜で形成することによって当該反射層１１５の表面が微細な凹凸形状を有する散乱性反射面となる。

反射層１１５はＡｌ、Ａｇその他の光反射率の高い金属材料を蒸着法やスパッタリング法で成膜した薄膜で形成される。反射層１１５は反射表示領域Ｒを覆うように形成される。この反射層１１５は層間絶縁膜１１４を介在させることにより、下層に配置された配線１１１やスイッチング素子１１２と電気的に絶縁されている。そして、配線１１１及びスイッチング素子１１２は反射層１１５と平面的に重なるように、当該反射層１１５の背後（視認側から見たときの後方位置）に配置される。したがって、反射表示領域Ｒにおいて配線１１１及びスイッチング素子１１２は光学的に何らの影響も与えない。

上記反射層１１５上にはＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の透明導電体よりなる画素電極１１６が形成される。この画素電極１１６は蒸着法やスパッタリング法によって形成できる。画素電極１１６は反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの双方を覆うように形成される。また、反射層１１５と画素電極１１６は透明な絶縁層を介して相互に絶縁された状態で積層されていても構わないが、本実施形態の場合には両者が直接当接し、電気的に接続された状態に形成されている。画素電極１１６は上記の導電コンタクト部１１３を介してスイッチング素子１１２に導電接続されている。ここで、導電コンタクト部１１３が反射層１１５を介して画素電極１１６に導電接続されていてもよいし、反射層１１５と画素電極１１６の双方に導電接続されていてもよい。なお、画素電極１１６は反射表示領域Ｒから引き出された後の透過境界部ＩＰ３内の配線１１１とは重ならない平面パターンを有し、配線１１１と画素電極１１６との間には充分な間隔が設けられて電気的絶縁が確保されている。

なお、上記のように各層が積層された第１基板１１０上には、ポリイミド樹脂等よりなる配向膜１１７が形成される。この配向膜１１７は液晶１３０に初期配向状態を付与するためのものであり、液晶１３０に応じて適宜の材質にて形成される。例えば、ＴＮ（捩りネマチック）液晶を用いたＴＮモードの液晶表示体を構成する場合には、ポリイミド樹脂を塗布した後に焼成し、その後、ラビング布等で所定の方位に向けて擦るラビング処理を施すことによって形成される。

一方、第２基板１２０上には、第２遮光層１２１Ｘ及びカラーフィルタを構成する着色層１２１Ｒ、１２１Ｔが形成される。着色層１２１Ｒは反射表示領域Ｒに形成される反射表示用着色層であり、着色層１２１Ｔは透過表示領域Ｔに形成される透過表示用着色層である。反射表示と透過表示では光の経路が異なるので、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔにそれぞれ別個の着色層を設けることによって両表示の視認性や色再現性を高めることができる。ただし、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの双方に共通の着色層を形成してもよい。また、図示例では一つの画素ＳＰ内の着色層１２１Ｒ、１２１Ｔのみを示しているが、通常はカラーフィルタは複数色の着色層を画素ごとに適宜のパターンで配列させてなるものであるから、他の画素ＳＰにおいては異なる色の着色層が配置される。例えば、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の三色の着色層を画素ごとに変えて配列させることによって、三つの画素（サブピクセル）で構成される最小表示単位（ピクセル）において適宜の色再現性を獲得できる。

第２遮光層１２１Ｘは、上記の複数色の着色層を重ねて形成したもの、Ｃｒなどの金属薄膜で形成したもの、黒色樹脂（ブラックマトリクス）で形成したものなどとすることができる。第２遮光層１２１Ｘは図２に示す画素間領域ＩＰ１、ＩＰ３及びＩＰ４を遮光するように形成されている。すなわち、本実施形態の場合、画素間領域（反射隣接範囲、より具体的には反射境界部）ＩＰ２には第１基板上に第１遮光層１１２Ｘが形成されているため、このＩＰ２を除いた画素間領域に第２遮光層１２１Ｘを形成することで、画素間領域全体を遮光することが可能になる。

上記の着色層１２１Ｒ、１２１Ｔ及び第２遮光層１２１Ｘ上には透明保護膜１２２が形成される。この透明保護膜１２２は着色層への不純物の侵入を防止するとともに表面の平坦化を図るためのものである。透明保護膜１２２上には対向電極１２３がＩＴＯ等の透明導電体で形成される。対向電極１２３は配線１１１の延長方向と直交する方向（図２の上下方向、図１及び図３の紙面と直交する方向）に伸びる帯状電極であり、全体として複数の対向電極１２３がストライプ状に配列されている。この対向電極１２３と画素電極１１６との間には液晶１３０を画素ＳＰごとに制御するための所定の電界が付与される。この対向電極１２３上には上記と同様の配向膜１２４が形成される。

本実施形態では、図２に示すように画素間領域のうちの反射表示領域Ｒに隣接する反射隣接範囲である反射境界部ＩＰ２において第１基板１１０上に第１遮光層１１２Ｘを設けることによって、第２基板１２０に設ける遮光層で反射境界部ＩＰ２を遮光する場合に比べて、組ずれの影響をなくすことができるため、遮光漏れによるコントラストの低下を抑制できるとともに、反射表示領域Ｒの面積を拡大させて反射表示を明るくすることが可能になる。特に、本実施形態では、第１遮光層１１２Ｘが反射層１１５の背後に配置されているため、反射境界部ＩＰ２の遮光漏れを防止しつつ、第１遮光層１１２Ｘによって反射層１１５が覆われる虞がないため、反射表示領域Ｒをさらに拡大することが可能で、しかも、反射表示の表示品位を高めることができる。

また、本実施形態では配線１１１を反射表示領域Ｒ及び透過境界部ＩＰ３に配置することで、配線１１１による反射表示と透過表示の双方への光学的影響を回避するとともに、配線１１１と画素電極１１６との間に生ずる寄生容量を抑制し、これによって駆動電圧の低電圧化を図ることができる。すなわち、配線１１１を反射表示領域Ｒと透過境界部以外の画素間領域のみに配置することも可能であるが、この場合には配線と画素電極との間に生ずる寄生容量が大きくなり、容量比が低下することにより、駆動電圧が高くなる。

さらに、本実施形態では、上記のように配線１１１が反射表示領域Ｒと透過境界部ＩＰ３を順次に同方向に通過するように配置されている。これによって、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの境界線を配線の通過方向にずらすことによって両領域の面積比を変更した際に、配線１１１と画素電極１１６との間に発生する寄生容量が上記面積比の変化とともに変化することで、容量比の変化を抑制することができるため、面積比の変更に係る設計変更を行っても電気光学特性が大きく変化しないことから、駆動電圧特性の変化に伴う各所の調整が不要となり、設計変更が容易になるという利点がある。

この点について図４及び図５を参照してさらに詳細に説明する。図４は本実施形態の液晶装置１００の画素ＳＰ内の電極配置を模式的に示す概略説明図（ａ）及び（ｂ）、図５は当該画素ＳＰの等価回路図である。本実施形態の画素ＳＰには、画素電極１１６と対向電極１２３とが厚みｄｔ又はｄｒの液晶１３０を挟んで対向する画素構造によって構成される液晶容量Ｃ_ＬＣが存在し、また、反射表示領域Ｒにおいて画素電極１１６と配線１１１とが厚みｄｇの層間絶縁膜１１４を挟んで対向する第１基板上の構造によって構成される寄生容量Ｃ_ＰＲが存在する。寄生容量Ｃ_ＰＲは図から明らかなように液晶容量Ｃ_ＬＣと直列に接続される。

画素ＳＰにはスイッチング素子１１２が設けられているので、図５に示すように、等価回路中にはスイッチング素子１１２の素子容量Ｃ_ＳＷが存在する。この素子容量Ｃ_ＳＷは配線１１１と画素電極１１６との間に存在するので、図示のように上記寄生容量Ｃ_ＰＲとは並列に接続され、上記液晶容量Ｃ_ＬＣとは直列に接続される。ここで、スイッチング素子１１２がオンしたときに駆動電圧は液晶容量Ｃ_ＬＣに印加されるが、スイッチング素子１１２がオフしたときには液晶容量Ｃ_ＬＣに蓄積されていた電荷が素子容量Ｃ_ＳＷ及び寄生容量Ｃ_ＰＲに再分配されるため、液晶容量Ｃ_ＬＣに印加されていた電圧値が低下する、いわゆるレベルシフトが発生する。このレベルシフトの量は、駆動電圧が同じであっても、容量比ＣＲ＝Ｃ_ＬＣ／（Ｃ_ＳＷ＋Ｃ_ＰＲ）＝Ｃ_ＬＣ／Ｃ_Ｔが変化すると変化する。通常はこのレベルシフトを考慮して駆動電圧を供給することとなるが、上記寄生容量Ｃ_ＰＲが増加するとレベルシフトの量も増加するので、寄生容量を低減することによって駆動電圧も低下させることができる。

また、上記の容量比ＣＲは画素ＳＰにおける反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの面積比が変化することによっても変化する。すなわち、図４（ａ）に示す状態から図４（ｂ）に示す状態へ移行すると、反射表示領域Ｒの面積が小さくなり、透過表示領域Ｔの面積が大きくなるため、反射表示領域Ｒの画素電極１１６と対向電極１２３の電極間隔ｄｒ（液晶１３０の厚み）は透過表示領域Ｔの電極間隔ｄｔより小さいことから、平均の電極間隔はｄｏからｄｏ′へと増加し、その結果、液晶容量Ｃ_ＬＣは減少する。一方、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの境界線が配線１１１の延長方向に移動して反射表示領域Ｒの面積が小さくなると、画素電極１１６（及び反射層１１５）と配線１１１の間隔ｄｇ（層間絶縁膜１１４の厚み）は変化しないが対向面積が減少するため、寄生容量Ｃ_ＰＲも低下する。したがって、容量比の分母と分子が共に同じ増減態様で変化することにより、容量比ＣＲ自体の変化は抑制される。

ところで、半透過反射型の液晶装置の場合には、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔの面積比は、反射表示と透過表示のそれぞれの表示態様の最適化や両表示態様の差異を低減する上で非常に重要であり、特に、反射表示の明るさを設定するために大きな影響を与える。したがって、両領域の面積比を調整する必要性はきわめて高いが、本実施形態では面積比を変化させるために両領域の境界線を配線１１１の延長方向に移動させるようにすることによって、上記のようにレベルシフトの変化を抑制することができるため、駆動電圧の設定等が容易になるなど、設計時の手間を低減することができるため、設計変更を容易に行うことが可能になる。

最後に、図７及び図８を参照して本発明に係る電子機器について説明する。図７は本発明に係る電子機器であるノート型パーソナルコンピュータ装置２００の概略斜視図である。このパーソナルコンピュータ２００は、複数の操作ボタン２０１ａや他の操作装置２０１ｂを備えた本体部２０１と、この本体部２０１に接続され、表示画面２０２ａを備えた表示部２０２とを備えている。図示例の場合、本体部２０１と表示部２０２は開閉可能に構成されている。表示部２０２の内部には上述の液晶装置１００が内蔵されており、表示画面２０２ａに所望の表示画像が表示されるようになっている。この場合、パーソナルコンピュータ２００の内部には、上記液晶装置１００を制御する表示制御回路が設けられる。この表示制御回路は、液晶装置１００の図示しない駆動回路に対して映像信号その他の入力データや所定の制御信号を送り、液晶装置の動作態様を決定するように構成されている。

図８は本発明に係る他の電子機器である携帯電話機３００の概略斜視図である。ここに示す携帯電話機３００は、複数の操作ボタン３０１ａ，３０１ｂ及び送話口などを備えた操作部３０１と、表示画面３０２ａや受話口などを備えた表示部３０２とを有し、表示部３０２の内部に上記の液晶装置１００が組み込まれてなる。そして表示部３０２の表示画面３０２ａにおいて液晶装置１００により形成された表示画像を視認することができるようになっている。この場合、携帯電話機３００の内部には、上記液晶装置１００を制御する表示制御回路が設けられる。この表示制御回路は、液晶装置１００の図示しない駆動回路に対して映像信号その他の入力データや所定の制御信号を送り、液晶装置の動作態様を決定するように構成されている。

尚、本発明の電気光学装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。例えば、上記各実施形態の液晶装置は二端子型非線形素子を構成するスイッチング素子を備えたものとして説明したが、本発明では、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）等の三端子型非線形素子をスイッチング素子として用いるものであっても同様に適用することができる。例えば、スイッチング素子に接続された２つの配線（走査配線及びデータ配線）のうちの少なくとも一方が上記配線１１１に相当するように構成すればよい。

本発明に係る液晶装置の実施形態の画素構造を示す拡大部分縦断面図。 同実施形態の拡大部分平面図。 同実施形態の画素構造の他の断面を示す拡大部分縦断面図。 同実施形態の画素の電極構造を模式的に示す説明図（ａ）及び（ｂ）。 同実施形態の画素の等価回路図。 同実施形態とは異なる構造を有する比較例の拡大部分平面図。 同実施形態の液晶装置を搭載した電子機器の一例を示す概略斜視図。 同実施形態の液晶装置を搭載した電子機器の他の例を示す概略斜視図。

符号の説明

１００…液晶装置、１１０…第１基板、１１１…配線、１１２…スイッチング素子、１１２Ｘ…第１遮光層、１１３…導電コンタクト部、１１４…層間絶縁膜、１１５…反射層、１１６…画素電極、１１７…配向膜、１２０…第２基板、１２１Ｘ…第２遮光層、１２１Ｒ，１２１Ｔ…着色層、１２２…透明保護膜、１２３…対向電極、１２４…配向膜、１３０…液晶、１３１…スペーサ、ＳＰ…画素、Ｒ…反射表示領域、Ｔ…透過表示領域、ＩＰ（ＩＰ１、ＩＰ２、ＩＰ３、ＩＰ４）…画素間領域、ＩＰ２…反射境界部、ＩＰ３…透過境界部

Claims (12)

1. 第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶とを有し、前記第１基板には配線及び反射層が形成されてなり、該反射層によって構成される反射表示領域と、前記反射層を有しない透過表示領域とを備えた複数の画素が配列されてなる液晶装置において、
   前記配線は、前記透過表示領域における前記画素間及び前記反射表示領域に引き回されてなることを特徴とする液晶装置。
2. 隣接する前記画素の間に設けられた画素間領域には、前記反射表示領域に隣接する反射隣接範囲と、前記透過表示領域に隣接する透過隣接範囲とが含まれ、
   前記配線は、前記反射表示領域で前記反射層と前記第１基板の間を通過するとともに前記透過隣接範囲を通過し、
   前記反射隣接範囲には前記第１基板上に第１遮光層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記第１遮光層は、前記反射表示領域で前記反射層と前記第１基板の間に配置されていることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記透過隣接範囲には前記第２基板上に第２遮光層が配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の液晶装置。
5. 前記配線と前記反射層の間には層間絶縁膜が配置され、
   該層間絶縁膜は、前記反射表示領域には形成され、前記透過表示領域には形成されていないことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
6. 前記配線と前記反射層の間には層間絶縁膜が配置され、
   該層間絶縁膜は、前記反射表示領域に形成されるとともに、前記透過表示領域に前記反射表示領域より薄く形成されてなることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
7. 前記反射隣接範囲には、隣接する二つの前記画素のそれぞれの前記反射表示領域によって挟まれた反射境界部が含まれ、該反射境界部に前記第１遮光層が形成されていることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置。
8. 前記透過隣接範囲には、隣接する二つの前記画素のそれぞれの前記透過表示領域によって挟まれた透過境界部が含まれ、該透過境界部に前記配線が配置されていることを特徴とする請求項２乃至４又は７のいずれか一項に記載の液晶装置。
9. 前記画素内の前記反射表示領域と前記透過表示領域の境界線は前記配線の延長方向と交差することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液晶装置。
10. 第１基板と、該第１基板に対向する第２基板と、前記第１基板と前記第２基板の間に配置された液晶とを有し、前記第１基板には、配線と、該配線に電気的に接続されてなるスイッチング素子と、絶縁層と、該絶縁層を介して前記配線及びスイッチング素子の上層に配置された反射層とが形成されてなり、該反射層によって構成される反射表示領域と、前記反射層を有しない透過表示領域とを備えた複数の画素が配列されてなる液晶装置において、
    隣接する前記画素の間に設けられた画素間領域には、前記反射表示領域に隣接する反射隣接範囲と、前記透過表示領域に隣接する透過隣接範囲とが含まれ、
    前記配線は、前記反射表示領域で前記反射層と前記第１基板の間を通過するとともに前記透過隣接範囲を通過し、
    前記反射隣接範囲には前記第１基板上に第１遮光層が形成されていることを特徴とする液晶装置。
11. 前記第１遮光層は前記配線又は前記スイッチング素子の少なくとも一つの構成層と同材質で形成され、
    前記配線は、前記第１遮光層を迂回するように、前記反射表示領域と前記透過表示領域の境界近傍で蛇行して延びることを特徴とする請求項１０に記載の液晶装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の液晶装置を搭載したことを特徴とする電子機器。
    

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