JP2007017943A - 液晶装置及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射表示と透過表示の双方で高品質の表示を得られ、かつ設計変更の自由度が高く、多様な機器への適用に容易に対応することができる横電界方式の液晶装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶装置は、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側に画素電極９と共通電極１９とが備えられ、前記画素電極９と前記共通電極１９との間に生じる電界によって液晶層５０が駆動されるとともに、１つのサブ画素領域内に反射表示を行う反射表示領域Ｒと透過表示を行う透過表示領域Ｔとが設けられた半透過反射型の液晶装置であり、前記反射表示領域Ｒにおける画素電極９と共通電極１９との間に介在する絶縁膜の比誘電率が、透過表示領域Ｔ内における前記絶縁膜の比誘電率より小さいことを特徴としている。
【選択図】図３

Description

本発明は、液晶装置及び電子機器に関するものである。

液晶装置の一形態として、液晶層に基板面方向の電界を作用させて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する。）のものが知られており、前記電界を生じさせる電極の形態によりＩＰＳ（In-Plane Switching）方式、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式等と呼ばれるものが知られている。例えば、下記特許文献１には、誘電体膜を介した上下層に櫛歯状の電極を設けた横電界方式（ＦＦＳ方式）の液晶装置が開示されている。
特開平１１−２０２３５６号公報

ところで、携帯電話機や携帯情報端末等の携帯用電子機器の表示部には半透過反射型の液晶装置が用いられており、現在ではＴＮ（Twisted Nematic）モードやＶＡＮ（Vertical Aligned Nematic）モードの液晶装置が多く用いられている。また、半透過反射型の液晶装置では、反射表示と透過表示の双方で良好な表示を得るために、サブ画素領域内の反射表示領域と透過表示領域とで液晶層厚を異ならせる構造（いわゆるマルチギャップ構造）を採用することが知られている。

そこで本発明者が、視野角や画質の点で有利な横電界方式を半透過反射型液晶装置に適用することを検討したところ、横電界方式の液晶装置では、単にサブ画素に反射層を設けた場合のみならず、マルチギャップ方式を用いても反射表示と透過表示の双方で良好な表示を得ることができないことが判明した。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑み成されたものであって、反射表示と透過表示の双方で高品質の表示を得られ、かつ設計変更の自由度が高く、多様な機器への適用に容易に対応することができる横電界方式の液晶装置を提供することを目的としている。

本発明は、上記課題を解決するために、液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、前記第１基板の前記液晶層側には第１電極と第２電極が備えられ、前記第１電極と前記第２電極間に生じる電界によって前記液晶層が駆動されるとともに、１つのサブ画素領域内に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とが設けられた半透過反射型の液晶装置であって、前記第２電極が、前記第１電極を覆う層間絶縁膜上に形成されており、前記反射表示領域内における前記層間絶縁膜の比誘電率が、前記透過表示領域内における前記層間絶縁膜の比誘電率より小さいことを特徴とする液晶装置を提供する。

この構成によれば、反射表示領域における第１電極と第２電極との間の静電容量を、透過表示領域の前記静電容量に比して小さくしているので、反射表示領域において液晶層に対し印加される実効的な電圧を小さくすることができる。したがって、透過表示領域と反射表示領域とで同一の電極構成とし、それらに同一電圧を印加した場合にも、前記静電容量の差異に起因して液晶分子の動作が透過表示領域と反射表示領域とで異なるものとなるので、静電容量の調整によって容易に透過表示と反射表示の電気光学特性を揃えることができる。その結果、透過表示と反射表示とで画像の見映えが異なるのを防止でき、表示品質に優れた液晶装置とすることができる。
また、本液晶装置では、用途等に応じて反射表示領域と透過表示領域との割合（面積比）を変更する場合にも、外光を反射させる反射層の平面積の変更に伴い、各領域における静電容量を調整するのみで対応することができる。すなわち、反射表示領域と透過表示領域との面積比を変更する場合に電極構造を変更する必要がないので、設計変更の自由度が極めて高く、多様な機器への適用が容易な液晶装置となる。

本発明の液晶装置では、前記層間絶縁膜が、前記透過表示領域と反射表示領域を平面的に覆う第１誘電体膜と、前記反射表示領域に選択的に設けられた第２誘電体膜とを積層した構造である構成とすることができる。
このような構成とすれば、前記第２誘電体膜の存在により反射表示領域における第１、第２電極間の静電容量を小さくすることができるので、反射表示領域の液晶層に作用する電界を小さくできる。また、第２誘電体膜の比誘電率や膜厚の調整により前記静電容量を調整できるので、設計変更の自由度が高くなる。

本発明の液晶装置では、前記第２誘電体膜が、位相差膜であることが好ましい。このような構成とすれば、前記位相差膜によって、表示光が液晶装置を透過する際に作用する位相差を、透過表示と反射表示とで適切に制御することができ、さらに当該位相差膜が反射表示領域における静電容量調整機能をも奏するものとなるので、製造効率の向上に寄与する。

また前記位相差膜が、透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するものであることが好ましい。このような位相差膜を設けることで液晶装置の光学設計が容易になる。

本発明の液晶装置では、前記層間絶縁膜が、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる膜厚を有して形成されている構成とすることもできる。第１電極と第２電極との間に配される層間絶縁膜は、複数の誘電体膜の積層構造に限られず、上記の如く部位により異なる膜厚を有する絶縁膜によって形成されていてもよい。

本発明の液晶装置では、前記第２電極上にさらに位相差膜が形成されており、前記第１基板の前記液晶層と反対側に位相差板が設けられている構成とすることもできる。このような構成とすることで、反射表示と透過表示との光学設計が適切に成された半透過反射型液晶装置を容易に実現することができる。

本発明の液晶装置では、前記位相差膜が透過光に対して付与する位相差と、前記位相差板が透過光に対して付与する位相差とが、略同一であることが好ましい。このような構成とすることで、位相差膜と位相差板の双方を透過する光について不要な位相差が生じるのを防止することができ、反射表示と透過表示との見映えの差が生じるのを防止することができる。

本発明の液晶装置では、前記第１電極が平面略ベタ状の電極であり、前記第２電極が複数本の帯状電極を備えている構成とすることが好ましい。

本発明の液晶装置では、前記第２電極の複数本の帯状電極が、前記透過表示領域と前記反射表示領域のそれぞれの領域内で互いに略平行に配置されており、前記透過表示領域と反射表示領域との境界領域が、平面視で前記帯状電極の間の領域に配置されている構成とすることができる。
本発明では、第１電極と第２電極との間の層間絶縁膜について、反射表示領域と透過表示領域とで電気的特性を異ならせているので、反射表示領域と透過表示領域との境界部において、層間絶縁膜の表面に段差を生じやすくなる。このような段差を有する層間絶縁膜上に帯状電極を形成すると、段差に起因して膜の付き回りが悪くなり、断線等の不具合が生じやすくなる。そこで本構成のように、隣接する帯状電極間の領域に前記境界部を配置するようにすれば、断線等が生じることを容易に防止でき、信頼性に優れた液晶装置とすることができる。

次に、本発明の電子機器は、先に記載の本発明の液晶装置を備えたことを特徴とする。この構成によれば、明るく、高コントラストの表示部を具備した電子機器が提供される。

（第１実施形態）
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。本実施形態の液晶装置は、液晶に対して基板面方向の電界（横電界）を印加し、配向を制御することにより画像表示を行う横電界方式のうち、ＦＦＳ（Fringe Field Switching）方式と呼ばれる方式を採用した液晶装置である。
また本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。したがって表示を構成する最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と称し、一組（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のサブ画素から構成される表示領域を「画素領域」と称する。

図１は、本実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域の回路構成図である。図２（ａ）は液晶装置１００の任意の１サブ画素領域における平面構成図、図２（ｂ）は（ａ）図における光学軸配置を示す図である。図３は図２（ａ）のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図であり、図４は、本実施形態に係る作用効果の説明図である。
なお、各図においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。

図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域には、それぞれ画素電極９と画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されており、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａがＴＦＴ３０のソースに電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎをデータ線６ａを介して各画素に供給する。前記画像信号Ｓ１〜Ｓｎはこの順に線順次に供給しても構わないし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給するようにしても良い。

また、ＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されており、走査線駆動回路１０２から所定のタイミングで走査線３ａにパルス的に供給される走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。画素電極９は、ＴＦＴ３０のドレインに電気的に接続されている。スイッチング素子であるＴＦＴ３０が走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍの入力により一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。

画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、画素電極９と液晶を介して対向する共通電極との間で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐために、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量と並列に蓄積容量７０が付与されている。蓄積容量７０はＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。

図２（ａ）に示すように、液晶装置１００のサブ画素領域には、平面視略熊手状（櫛歯状）を成すＹ軸方向に長手の画素電極（第１電極）９と、画素電極９と平面的に重なって画素電極９を包含する領域に配置された平面略ベタ状の共通電極（第２電極）１９とが設けられている。従って、共通電極（第２電極）１９は、画素領域内で画素電極（第１電極）９の複数の帯状電極９ｃを含んだ領域に形成されている。サブ画素領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを所定間隔で離間した状態に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。

画素電極９は、Ｙ軸方向に延びる複数本（図示では５本）の帯状電極９ｃと、これら複数の帯状電極９ｃの図示上側（＋Ｙ側）の各端部に接続されてＸ軸方向に延在する基端部９ａと、基端部９ａのＸ軸方向中央部から＋Ｙ側に延出されたコンタクト部９ｂとからなる。

共通電極１９は、図２（ａ）に示すサブ画素領域内に部分的に設けられた反射層２９を覆うように形成されている。本実施形態の場合、共通電極１９はＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料からなる導電膜であり、反射層２９は、アルミニウムや銀等の光反射性の金属膜や、屈折率の異なる誘電体膜（ＳｉＯ₂とＴｉＯ₂等）を積層した誘電体積層膜（誘電体ミラー）からなるものである。
なお、共通電極１９は、本実施形態のように反射層２９を覆うように形成されている構成のほか、透明導電材料からなる透明電極と、光反射性の金属材料からなる反射電極とが平面的に区画されている構成も採用できる。この場合、前記透明電極と反射電極とが画素電極９との間に電界を生じさせる共通電極を構成する一方、前記反射電極は当該サブ画素領域の反射層としても機能する。

サブ画素領域には、Ｘ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｙ軸方向に延びる走査線３ａと、走査線３ａに隣接して走査線３ａと平行に延びる容量線３ｂとが形成されている。データ線６ａと走査線３ａとの交差部の近傍にＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は走査線３ａの平面領域内に部分的に形成されたアモルファスシリコンからなる半導体層３５と、半導体層３５と一部平面的に重なって形成されたソース電極６ｂ、及びドレイン電極１３２とを備えている。走査線３ａは半導体層３５と平面的に重なる位置でＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。

ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略Ｌ形に形成されており、ドレイン電極１３２は、−Ｙ側に延びて平面視略矩形状の容量電極１３１と電気的に接続されている。容量電極１３１上には、画素電極９のコンタクト部９ｂが−Ｙ側から進出して配置されており、両者が平面的に重なる位置に設けられた画素コンタクトホール４５を介して容量電極１３１と画素電極９とが電気的に接続されている。また容量電極１３１は容量線３ｂの平面領域内に配置されており、当該位置にて厚さ方向で対向する容量電極１３１と容量線３ｂとを電極とする蓄積容量７０が形成されている。

図３に示す断面構造をみると、液晶装置１００は、互いに対向して配置されたＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えており、液晶層５０はＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられたシール材（図示略）によって前記両基板１０，２０間に封止されている。ＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。

ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体１０Ａを基体としてなり、基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、走査線３ａ及び容量線３ｂを覆ってゲート絶縁膜１１が形成されている。

ゲート絶縁膜１１上に、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されており、半導体層３５に一部乗り上げるようにしてソース電極６ｂと、ドレイン電極１３２とが形成されている。ドレイン電極１３２の図示右側には容量電極１３１が一体に形成されている。半導体層３５は、ゲート絶縁膜１１を介して走査線３ａと対向配置されており、当該対向領域で走査線３ａがＴＦＴ３０のゲート電極を構成するようになっている。容量電極１３１はゲート絶縁膜１１を介して容量線３ｂと対向配置されており、容量電極１３１と容量線３ｂとが対向する領域に、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０が形成されている。

半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極１３２、及び容量電極１３１を覆って、第１層間絶縁膜１２が形成されており、第１層間絶縁膜１２上の一部に反射層２９が形成されている。反射層２９と第１層間絶縁膜１２とを覆って、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１９が形成されている。
したがって、本実施形態の液晶装置１００は、図２に示した１サブ画素領域内のうち、画素電極９を内包する平面領域と、共通電極１９の形成領域とが重なった平面領域が、バックライト９０から入射して液晶層５０を透過する光を変調して表示を行う透過表示領域Ｔとなっている。また、画素電極９を内包する平面領域と反射層２９の形成領域とが平面的に重なった領域が、対向基板２０の外側から入射して液晶層５０を透過する光を反射、変調して表示を行う反射表示領域Ｒとなっている。

共通電極１９を覆って酸化シリコン等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されており、反射層２９の形成領域に対応する第２層間絶縁膜１３上の領域に位相差膜（絶縁膜）１７が形成されている。位相差膜１７と第２層間絶縁膜１３とに跨ってＩＴＯ等の透明導電材料からなる画素電極９が形成されている。位相差膜１７は高分子液晶等の絶縁材料からなるものであり、ＴＦＴアレイ基板１０上においては、第３の層間絶縁膜としての機能をも奏するものである。
また、画素電極９、第２層間絶縁膜１３、及び位相差膜１７を覆ってポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜１８が形成されている。

位相差膜１７は、本実施形態の場合、透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するものであり、いわゆる内面位相差層である。位相差膜１７は、例えば、高分子液晶の溶液や液晶性モノマーの溶液を配向膜上に塗布し、乾燥固化させる際に所定方向に配向させる方法により形成することができる。
なお、本実施形態では第２層間絶縁膜１３上に位相差膜１７を形成しているが、位相差膜１７は、共通電極１９と第２層間絶縁膜１３との間に形成してもよく、位相差膜１７を挟んだ上下に層間絶縁膜が配置される構成としてもよい。

第１層間絶縁膜１２及び第２層間絶縁膜１３を貫通して容量電極１３１に達する画素コンタクトホール４５が形成されており、この画素コンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されることで、画素電極９と容量電極１３１とが電気的に接続されている。上記画素コンタクトホール４５の形成領域に対応して共通電極１９にも開口部が設けられており、共通電極１９と画素電極９とが短絡しないようになっている。

一方、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等からなる基板本体２０Ａを基体としてなり、基板本体２０Ａの内面側（液晶層５０側）には、カラーフィルタ２２が設けられており、カラーフィルタ２２上には、ポリイミドやシリコン酸化物等からなる配向膜２８が形成されている。
カラーフィルタ２２は、各サブ画素の表示色に対応する色材層を主体としてなるものであるが、当該サブ画素領域内で色度の異なる２以上の領域に区画されていてもよい。例えば、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して設けられた第１の色材領域と、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して設けられた第２の色材領域とに区画された構成が採用できる。この場合に、第１の色材領域の色度を第２の色材領域の色度より大きくすることで、表示光がカラーフィルタ２２を１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとで表示光の色度が異なってしまうのを防止し、透過表示と反射表示の見映えを揃えることができる。

また、基板本体１０Ａ、２０Ａの外面側には、それぞれ偏光板１４，２４が配設されている。偏光板１４と基板本体１０Ａとの間、及び偏光板２４と基板本体２０Ａとの間には、１枚又は複数枚の位相差板（光学補償板）を設けることができる。

本実施形態の液晶装置における各光学軸の配置は、図２（ｂ）に示すようなものとなっている。ＴＦＴアレイ基板１０側の偏光板１４の透過軸１５３と、対向基板２０側の偏光板２４の透過軸１５５とが互いに直交するように配置されており、前記透過軸１５３がＹ軸に対し約１５°の角度を成す向きに配置されている。また、配向膜１８，２８は、平面視で同一方向にラビング処理されており、その方向は、図２（ｂ）に示すラビング方向１５１であり、Ｙ軸方向に対して約１５°の角度を成す偏光板１４の透過軸１５３と平行である。ラビング方向１５１は、図２（ｂ）に示す方向に限定されるものではないが、画素電極９と共通電極１９との間に形成される横電界の主方向１５７と交差する方向（一致しない方向）とする。本実施形態では、前記横電界の方向１５７は、Ｘ軸方向に平行である。画素電極９と第２層間絶縁膜１３との間に設けられた位相差膜１７は、その遅相軸１５８が、偏光板１４，２４の透過軸１５３，１５５と約４５°の角度を成す向きとなるように配置されている。

上記構成を具備した液晶装置１００では、反射表示領域Ｒの第２層間絶縁膜１３と画素電極９との間にのみ選択的に位相差膜１７が設けられているので、画素電極９と共通電極１９との間に介在する層間絶縁膜の膜厚が、反射表示領域Ｒでは位相差膜１７の分だけ厚くなっている。

ここで、図４（ａ）は、ＴＦＴアレイ基板１０の概略断面構造を示す説明図であり、図４（ｂ）は、液晶装置１００の電気光学特性の測定結果である。図４（ｂ）に示す測定結果は、図４（ａ）に示すＴＦＴアレイ基板１０の構成において、帯状電極９ｃの線幅ｗ１を３μｍ、隣接する帯状電極９ｃ、９ｃの間隔ｗ２を５μｍ、第２層間絶縁膜１３の膜厚ｄ１を０．５μｍ、比誘電率εを３、位相差膜１７の膜厚ｄ２を０．５μｍ、位相差膜１７の比誘電率εを７とした場合の結果である。
なお、透過表示領域Ｔにおける液晶層厚（セルギャップ）は３．５μｍであり、反射表示領域Ｒにおける液晶層厚は３μｍ（位相差膜１７の膜厚分だけ狭くなる。）である。また液晶の比誘電率は、ε_//＝１５．３、ε_⊥＝４である。

図４（ｂ）に示すように、本実施形態の液晶装置では、液晶駆動に通常用いられる電圧範囲（１Ｖ〜５Ｖ）において、透過表示、反射表示の双方で印加電圧の増加に伴い透過率／反射率がほぼ一様に増加する傾向が得られており、同一電圧に対応する透過率と反射率の差異も小さくなっている。特に、黒表示時の電圧（０〜１Ｖ）における透過率と反射率とが揃っており、白表示においても反射率が最大となる電圧値において反射率の９０％程度の透過率が得られている。したがって本実施形態の液晶装置によれば、白表示、黒表示、及び中間調表示のいずれにおいても反射表示品質と透過表示品質を両立した表示デバイスを実現することができる。

横電界方式の液晶装置では、電極間に形成した横電界による液晶分子の面内回転角に応じた透過率／反射率の変化により中間階調の表示を行うようになっている。そのため、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとで液晶分子の回転角が同一である場合には、反射表示領域Ｒでは表示光が液晶層５０を２回透過することになり、液晶により表示光に付与される位相差が、透過表示領域Ｔの表示光の約２倍になる。そうすると、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとでサブ画素の輝度が異なってしまい、反射表示と透過表示の双方で良好な表示を得ることが困難になる。

そこで本実施形態の液晶装置では、反射表示領域Ｒの画素電極９と共通電極１９との間に、選択的に絶縁膜である位相差膜１７を設けることで、画素電極９と共通電極１９との間の静電容量を、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとで異ならせるようにしている。すなわち、位相差膜１７によって、反射表示領域Ｒの画素電極９と共通電極１９との間の静電容量を、透過表示領域Ｔにおける静電容量に比して小さくし、もって反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の静電容量（液晶容量）に対し印加される電圧が小さくなるように調整している。これにより、反射表示領域Ｒの液晶層５０では、同一電圧に対応する液晶分子の面内回転角が透過表示領域Ｔに比して小さくなり、透過表示の電気光学特性と反射表示の電気光学特性とを略一致させることができた。

また、透過表示と反射表示の電気光学特性をさらに揃えるには、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０に対する実効的な印加電圧を、透過表示領域Ｔにおける実効的な印加電圧に対して略１／２にすることが好ましく、かかる構成を得るには、例えば、上記液晶装置１００の各条件において、位相差膜１７の比誘電率εないし膜厚ｄ２を変更して調整すればよい。

このように本実施形態の液晶装置によれば、反射表示領域Ｒのみに選択的に位相差膜１７を設けたことで、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの電気光学特性を揃えることができ、したがって透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの面積比を変更する場合にも、電極の構造を変更することなく、反射層２９の形成領域、及び位相差膜１７の形成領域を変更するのみで容易に対応できるようになっている。また、帯状電極９ｃの幅を変更しても、反射表示と透過表示との電気光学特性の差異には影響しないため、上記帯状電極９ｃの幅を狭くすることができ、これによりサブ画素領域の開口率を向上させ、明るい表示を得られるようになる。

また、本実施形態の液晶装置１００では、第２層間絶縁膜１３上に位相差膜１７を形成することで、マルチギャップ構造を採用することなく、また別途位相差板等を設けることなく、反射表示と透過表示の双方で良好な表示が得られるものとなっているが、かかる位相差膜１７は、上述したように同時に反射表示領域Ｒにおいて電極間に印加される実効的な電圧を調整するものとしても機能する。したがって、本実施形態によれば、高画質、広視野角の表示が可能な液晶装置を、簡便な工程で低コストに製造することができる。

さらに、本実施形態のようにＦＦＳ方式の電極配置を採用するならば、反射層２９をＴＦＴアレイ基板１０側に設け、かかるＴＦＴアレイ基板１０をバックライト９０側（観察者から見て背面側）に配置することができるので、ＴＦＴアレイ基板１０上に形成される走査線３ａやデータ線６ａ、容量線３ｂ等の金属配線に対して外光が入射するのを防止でき、これらの金属配線で外光が乱反射して表示の視認性を低下させるのを防止することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図５を参照して説明する。図５（ａ）は、本実施形態の第１構成例である液晶装置２０１の部分断面構成図であり、図５（ｂ）は、同、第２構成例である液晶装置２０２の部分断面構成図である。本実施形態の液晶装置２０１，２０２は、いずれも第１実施形態の液晶装置１００と同様の基本構成を具備しており、画素電極９と共通電極１９との間に設けられる第２層間絶縁膜１３が、サブ画素領域内で異なる膜厚を有して形成されている点にある。したがって、図５において、図１から図４に示した液晶装置１００と共通の構成要素には同一の符号を付し、詳細な説明は省略することとする。

まず、図２（ａ）に示す第１構成例の液晶装置２０１について説明する。図２（ａ）は、液晶装置２０１の１サブ画素領域内におけるＴＦＴアレイ基板１０の部分断面構造を示す図であり、図３に示した液晶装置１００の部分断面構造のうち、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとに対応する部分に相当する図である。なお、図示しない部分については、先の液晶装置１００と同様の構成である。

液晶装置２０１のＴＦＴアレイ基板１０を構成する基板本体１０Ａの内面側（図示上側；液晶層５０側）に、ゲート絶縁膜１１及び第１層間絶縁膜１２が図示略のＴＦＴ３０を含んで積層されており、第１層間絶縁膜１２上に部分的に反射層２９が形成され、反射層２９及び第１層間絶縁膜１２上に共通電極１９が形成されている。

そして、共通電極１９上に、部位により異なる膜厚を有する第２層間絶縁膜１３が設けられている。第２層間絶縁膜１３は、アクリル樹脂等の透光性の絶縁樹脂材料からなるものであり、この第２層間絶縁膜１３は反射表示領域Ｒに配された反射部誘電体膜１３ｂの膜厚が、透過表示領域Ｔに配された透過部誘電体膜１３ａの膜厚より大きくなっている。

第２層間絶縁膜１３上に、図２に示した平面形状を有する画素電極９が形成され、画素電極９を覆って位相差膜２７が形成されている。位相差膜２７上には図示略の配向膜が形成されている。基板本体１０Ａの外面側には、位相差板３７と偏光板１４とが積層されている。

画素電極９上に形成された位相差膜２７は、第１実施形態に係る位相差膜１７と同様、高分子液晶等からなるものとすることができ、本実施形態の場合、透過光に対して略１／４波長の位相差を付与する。また、位相差板３７は、位相差膜２７と同様に透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するものとされ、バックライト９０から透過表示領域Ｔの液晶層５０に入射する照明光は、偏光板１４を透過して直線偏光に変換された後、位相差板３７により円偏光に変換され、その後再び位相差膜２７により直線偏光に変換されて液晶層５０に入射するようになっている。

位相差膜２７と位相差板３７とは、略同一の波長分散性を有していることが好ましい。このような構成とすることで、位相差板３７及び位相差膜２７を透過して液晶層５０に入射する照明光の偏光状態が波長により不均一になるのを防止でき、サブ画素の色種により明るさが異なるのを防止することができる。

上記構成を具備した液晶装置２０１では、サブ画素領域内に部位により異なる膜厚を有する第２層間絶縁膜１３が形成され、反射表示領域Ｒの画素電極９と共通電極１９との間に、相対的に大きい膜厚を有する反射部誘電体膜１３ｂが配されていることで、反射表示領域Ｒにおいて前記両電極９，１９間の静電容量を、透過表示領域Ｔにおける前記静電容量より小さくすることができる。これにより、第１実施形態に係る液晶装置１００と同様の作用を得られるものとなり、透過表示の電気光学特性と反射表示の電気光学特性とを略一致させることができる。
また、上記第１構成例では、ＴＦＴアレイ基板１０の内面側に位相差膜をパターン形成する必要がないため、先の第１実施形態に比して製造が容易になるという利点がある。

次に、図２（ｂ）に示す第２構成例について説明する。図２（ｂ）に示す第２構成例の液晶装置２０２は、液晶層５０を挟持して対向するＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とを備えている。図示しない部分については、先の液晶装置１００と同様の構成である。

ＴＦＴアレイ基板１０は、基板本体１０Ａの内面側に、図示略のＴＦＴを含んで積層されたゲート絶縁膜１１及び第１層間絶縁膜１２と、反射層２９と、第２層間絶縁膜１３と、画素電極９とが設けられ、基板本体１０Ａの外面側に、位相差板３７と偏光板１４とが積層配置された構成を備えている。前記画素電極９上には図示略の配向膜が形成されている。対向基板２０は、基板本体２０Ａの外面側に、位相差板４７と偏光板２４とが積層配置された構成を備えている。基板本体２０Ａの内面側には、いずれも図示略のカラーフィルタ及び配向膜が形成されている。

本例の液晶装置２０２についても、画素電極９と共通電極１９との間に設けられた第２層間絶縁膜１３は、サブ画素領域内で部位により異なる膜厚を有するものとされており、反射表示領域Ｒに配された反射部誘電体膜１３ｂは、透過表示領域Ｔに配された透過部誘電体膜１３ａより大きい膜厚を有して形成されている。

対向基板側の位相差板４７が透過光に対して付与する位相差は、電圧無印加状態において対向基板２０側から液晶装置に入射して反射層２９に到達する外光が円偏光となる位相差に設定される。例えば、電圧無印加状態の液晶層５０が透過光に対し実質的に位相差を付与しない構成である場合には、位相差板３７の前記位相差は略１／４波長とされる。

ＴＦＴアレイ基板１０側の位相差板３７は、前記位相差板４７により透過光に付与される位相差を打ち消すように機能するものとされる。また本実施形態の場合、バックライトの照明光は位相差板３７を透過して透過表示領域Ｔの液晶層５０に入射するので、偏光板１４及び位相差板３７を透過して液晶層５０に入射する光は、波長によらず同一の偏光状態とされていることが好ましい。したがって、偏光板１４と位相差板３７とにより広帯域位相差板を構成することが好ましい。

上記構成を具備した第２構成例の液晶装置２０２でも、第２層間絶縁膜１３の作用により透過表示の電気光学特性と反射表示の電気光学特性を揃えることができ、透過表示と反射表示の双方で良好な表示を得ることができる。
また、第２構成例では、基板本体１０Ａ、２０Ａの内面側に位相差膜を設けないため、前記第１構成例に比しても製造が容易になるという利点がある。

なお、本実施形態では、第２層間絶縁膜１３が部位により異なる膜厚を有するものであるとして説明したが、第２層間絶縁膜１３は、２層以上の誘電体膜を積層してなるものとすることもできる。すなわち、共通電極１９上にベタ状に形成した第１誘電体膜上に、反射層２９の平面領域に対応して選択的に第２誘電体膜を形成した積層構造とすることもできる。このような構成とすれば、反射表示領域Ｒにおいて液晶層５０に作用する実効的な電界を前記第２誘電体膜の比誘電率ないし膜厚により調整できるので、設計変更の自由度、製造の容易性の点で有利な構成となる。

（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態について図６を参照して説明する。図６は、本実施形態の液晶装置３００のサブ画素領域の概略平面構成を示す図である。
本実施形態の液晶装置３００は、先の第１実施形態の液晶装置１００における画素電極９に代えて、図６に示す構成の画素電極３９を採用したものであり、その他の構成は液晶装置１００と共通である。したがって、図６では図１から図４と共通の構成要素には同一の符号を付し、それらの詳細な説明は省略する。

図６に示す画素電極３９は、複数本（図示では１０本）の帯状電極３９ｃを具備しており、各帯状電極３９ｃは互いに電気的に接続され、ＴＦＴと電気的に接続されている。本実施形態に係る画素電極３９は、複数本の帯状電極３９ｃの延在方向が、図示Ｘ軸方向に平行な方向とされている点で第１実施形態に係る画素電極９と異なっている。
上記構成の液晶装置３００においても、第１実施形態及び第２実施形態の液晶装置と同様の作用効果を得ることができるのは勿論であり、反射表示と透過表示の双方で良好な表示を得ることができる。

さらに、本実施形態では、透過表示領域Ｔと反射表示領域Ｒとの境界部４９（反射層２９の透過表示領域Ｔ側の縁端）が、Ｙ軸方向に配列された帯状電極３９ｃの間の領域内に配置されている。図３に示したように、位相差膜１７は反射表示領域Ｒにのみ選択的に設けられているので、透過表示領域Ｔの第２層間絶縁膜１３表面と反射表示領域Ｒの位相差膜１７表面との間に段差が形成されている。そのため、段差を跨るように形成される画素電極９の膜の付き回りが悪くなるおそれがあり、特にサブ画素の開口率向上を目的として帯状電極９ｃを細い幅にする場合には断線等が生じる可能性が高くなる。

そこで、本実施形態のように、前記段差が生じる境界部４９が、隣接する帯状電極３９ｃ、３９ｃの間の領域に配置されるようにすることで、帯状電極３９ｃが段差に跨って形成されることがなくなるので、帯状電極３９ｃの線幅を細くした場合にも断線等が生じ難くなる。
したがって、本実施形態の液晶装置３００によれば、帯状電極３９ｃの狭幅化によるサブ画素開口率の向上を図りつつ、サブ画素領域における電気的信頼性を高めることができる。

（電子機器）
図７は、本発明に係る液晶装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高輝度、高コントラスト、広視野角の透過表示及び反射表示を得ることができる。

第１実施形態に係る液晶装置の回路構成図。 同、１サブ画素領域を示す平面構成図。 図２のＡ−Ａ’線に沿う部分断面構成図。 第１実施形態における作用効果の説明図。 第２実施形態に係る液晶装置の部分断面構成図。 第３実施形態に係る液晶装置の１サブ画素領域を示す平面構成図。 電子機器の一例を示す斜視構成図。

符号の説明

１００，２０１，２０２，３００ 液晶装置、１０ ＴＦＴアレイ基板（第１基板）、２０ 対向基板（第２基板）、１０Ａ，２０Ａ 基板本体、１０１ データ線駆動回路、１０２ 走査線駆動回路、３０ ＴＦＴ、３ａ 走査線、３ｂ 容量線、６ａ データ線、６ｂ ソース電極、９ 画素電極（第１電極）、９ａ 基端部、９ｂ コンタクト部、９ｃ 帯状電極、１７ 位相差膜（層間絶縁膜）、１９ 共通電極（第２電極）、２９ 反射層、１３１ 容量電極、１３２ ドレイン電極、７０ 蓄積容量。

Claims (10)

1. 液晶層を挟持して対向配置された第１基板と第２基板とを備え、前記第１基板の前記液晶層側には第１電極と第２電極が備えられ、前記第１電極と前記第２電極間に生じる電界によって前記液晶層が駆動されるとともに、１つのサブ画素領域内に反射表示を行う反射表示領域と透過表示を行う透過表示領域とが設けられた半透過反射型の液晶装置であって、
   前記第２電極が、前記第１電極を覆う層間絶縁膜上に形成されており、
   前記反射表示領域における前記第１電極と第２電極との間の静電容量が、前記透過表示領域における前記静電容量より小さいことを特徴とする液晶装置。
2. 前記層間絶縁膜が、前記透過表示領域と反射表示領域を平面的に覆う第１誘電体膜と、前記反射表示領域に選択的に設けられた第２誘電体膜とを積層した構造であ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２誘電体膜が、位相差膜であることを特徴とする請求項２に記載の液晶装置。
4. 前記位相差膜が、透過光に対して略１／４波長の位相差を付与するものであることを特徴とする請求項３に記載の液晶装置。
5. 前記層間絶縁膜が、前記透過表示領域と反射表示領域とで異なる膜厚を有して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。
6. 前記第２電極上に位相差膜が形成されており、前記第１基板の前記液晶層と反対側に位相差板が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の液晶装置。
7. 前記位相差膜が透過光に対して付与する位相差と、前記位相差板が透過光に対して付与する位相差とが、略同一であることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
8. 前記第１電極が平面略ベタ状の電極であり、前記第２電極が複数本の帯状電極を備えていることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の液晶装置。
9. 前記第２電極の複数本の帯状電極が、前記透過表示領域と前記反射表示領域のそれぞれの領域内で互いに略平行に配置されており、
   前記透過表示領域と反射表示領域との境界領域が、平面視で前記帯状電極の間の領域に配置されていることを特徴とする請求項８に記載の液晶装置。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の液晶装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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