JP3953338B2

JP3953338B2 - 液晶表示装置

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Publication number: JP3953338B2
Application number: JP2002057306A
Authority: JP
Inventors: 徳夫小間; 信彦小田; 和弘井上; 真司小川; 徹山下
Original assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Current assignee: Sanyo Electric Co Ltd
Priority date: 2002-03-04
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2007-08-08
Anticipated expiration: 2022-03-04
Also published as: CN100523963C; JP2003255375A; CN101030003A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射機能を備えた反射型あるいは半透過型の液晶表示装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置（以下ＬＣＤという）は薄型で低消費電力であるという特徴を備え、現在、コンピュータモニターや、携帯情報機器などのモニターとして広く用いられている。このようなＬＣＤは、一対の基板間に液晶が封入され、それぞれの基板に形成され電極によって間に位置する液晶の配向を制御することで表示を行うものであり、ＣＲＴ（陰極線管）ディスプレイや、エレクトロルミネッセンス(以下、ＥＬ）ディスプレイ等と異なり、原理上自ら発光しないため、観察者に対して画像を表示するには光源を必要とする。
【０００３】
そこで、透過型ＬＣＤでは、各基板に形成する電極として透明電極を採用し、液晶表示パネルの後方や側方に光源を配置し、この光源光の透過量を液晶パネルで制御することで周囲が暗くても明るい表示ができる。しかし、常に光源を点灯させて表示を行うため、光源による電力消費が避けられないこと、また昼間の屋外のように外光が非常に強い環境下では、十分なコントラストが確保できないという特性がある。
【０００４】
一方、反射型ＬＣＤでは、太陽や室内灯等の外光を光源として採用し、液晶パネルに入射するこれらの周囲光を、非観察面側の基板に形成した反射電極によって反射する。そして、液晶層に入射し反射電極で反射された光の液晶パネルからの射出光量を画素ごとに制御することで表示を行う。このように反射型ＬＣＤは、光源として外光を採用するため、外光がないと表示が見えないが、透過型ＬＣＤと異なり光源による電力消費がなく非常に低消費電力であり、また屋外など周囲が明るいと十分なコントラストが得られる。しかし、この反射型ＬＣＤは、従来においては、色再現性や表示輝度など一般的な表示品質の点で透過型と比較すると不十分であるという課題があった。
【０００５】
他方で、機器の低消費電力化に対する要求が一段と強まる状況下では透過型ＬＣＤよりも消費電力の小さい反射型ＬＣＤは有利であるため、携帯機器の高精細モニター用途などへの採用が試みられており、表示品質の向上のための研究開発が行われている。
【０００６】
図５は、各画素ごとに薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin film Transistor）を備えた従来のアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤの１画素あたりの平面構造（第１基板側）を示し、図６は、この図５のＣ−Ｃ線に沿った位置での反射型ＬＣＤの概略断面構造を示している。
【０００７】
反射型ＬＣＤは所定ギャップ隔てて貼り合わされた第１基板１００と第２基板２００との間に液晶層３００が封入されて構成されている。第１及び第２基板１００及び２００としてはガラス基板やプラスチック基板などが用いられ、少なくともこの例では、観察面側に配置される第２基板２００には透明基板が採用されている。
【０００８】
第１基板１００の液晶側の面には、各画素ごとにＴＦＴ１１０が形成されている。このＴＦＴ１１０の能動層１２０の例えばドレイン領域には、層間絶縁膜１３４に形成されたコンタクトホールを介して各画素にデータ信号を供給するためのデータライン１３６が接続され、ソース領域は、層間絶縁膜１３４及び平坦化絶縁膜１３８を貫通するように形成されたコンタクトホールを介して、画素ごとに個別パターンに形成された第１電極（画素電極）１５０に接続されている。
【０００９】
上記第１電極１５０としては、反射機能を備えたＡｌ、Ａｇなどが用いられており、この反射電極１５０上に液晶層３００の初期配向を制御するための配向膜１６０が形成されている。
【００１０】
第１基板１００と対向配置される第２基板２００の液晶側には、カラー表示装置の場合カラーフィルタ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）２１０が各画素電極１５０に対応して形成され、カラーフィルタ２１０の上に第２電極として、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の透明導電材料が用いられた透明電極２５０が形成されている。またこの透明電極２５０の上には、第１基板側と同様の配向膜２６０が形成されている。
【００１１】
反射型ＬＣＤは、上述のような構成を備えており、液晶パネルに入射され、反射電極１５０で反射され、再び液晶パネルから射出される光の量を、画素ごと制御して所望の表示を行う。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
反射型に限らず、ＬＣＤにおいては、焼き付き防止のため液晶を交流電圧駆動している。透過型ＬＣＤでは、第１基板上の第１電極及び第２基板上の第２電極のいずれも透明であることが求められており、双方とも電極材料としてＩＴＯが採用されている。従って、液晶の交流駆動に際して、第１及び第２電極は、互いに正、負電圧をほぼ同一の条件で液晶に印加することができる。
【００１３】
しかし、上記図６のように、第１電極１５０として金属材料からなる反射電極、第２電極２５０としてＩＴＯなどの透明金属酸化材料からなる透明電極を用いた反射型ＬＣＤでは、駆動条件によっては、表示のちらつき（フリッカ）が発生したり、液晶の焼き付きの問題が起こることがあった。これは、例えば最近報告されている限界フリッカ周波数（ＣＦＦ）以下で液晶を駆動した場合に顕著である。ＣＦＦ以下での駆動とは、ＬＣＤにおける一層の低消費電力化を目的として、液晶の駆動周波数（≒第１及び第２電極との対向領域にそれぞれ形成された画素それぞれにおける液晶（液晶容量）へのデータ書き込み周波数）を、例えばＮＴＳＣ規格などで基準とされている６０Ｈｚより低くするなど、人の目にフリッカとして感知され得るＣＦＦ以下、例えば４０Ｈｚ〜３０Ｈｚとする試みである。ところが、従来の反射型液晶パネルの各画素をこのようなＣＦＦ以下の周波数で駆動したところ、上記フリッカや液晶の焼き付きの問題は顕著となり、表示品質の大幅な低下を招くことがわかったのである。
【００１４】
図５、図６に示すような反射型ＬＣＤのフリッカや液晶焼き付き発生の原因について、出願人の研究の結果、これらは上述のような液晶層３００に対する第１及び第２電極の電気的性質についての非対称性が原因の一つであることが判明した。この非対称性は、第２電極２５０に用いられるＩＴＯなどの透明金属酸化物の仕事関数が４．７ｅＶ〜５．２ｅＶ程度であるのに対し、第１電極１５０に用いられるＡｌなどの金属の仕事関数が４．２ｅＶ〜４．３ｅＶ程度と差が大きいことに起因すると考えられる。仕事関数の相違は、同一電圧を各電極に印加した時に、実際に配向膜１６０，２６０を介して液晶界面に誘起される電荷に差を生じさせる。そして、このような液晶の配向膜界面に誘起される電荷の差により、液晶層内の不純物イオンなどが一方の電極側に偏り、結果として残留ＤＣ電圧が液晶層３００に蓄積される。液晶の駆動周波数が低くなればなるほど、この残留ＤＣが液晶に及ぼす影響が大きくなってフリッカや液晶の焼き付き発生が顕著となるため、特に、ＣＦＦ以下での駆動は実質的には困難であった。
【００１５】
なお、反射型ＬＣＤとしては、従来、第１及び第２電極に透過型ＬＣＤのようにＩＴＯを用い、第１基板の外側（液晶との非対向側）に別途反射板を設ける構造も知られている。しかし、第１基板の外側に反射板を設けた場合、透明な第１電極１５０及び透明な第１基板の厚さ分だけ光路長が伸び、視差による表示品質の低下が発生しやすい。従って、高い表示品質の要求されるディスプレイ用途の反射型ＬＣＤでは、画素電極として反射電極を用いており、上述のように駆動周波数を低くするとフリッカ等を生ずるため、低消費電力化のために駆動周波数を低下させることはできなかった。
【００１６】
上記課題を解決するために本発明は、液晶層に対する第１及び第２電極の電気的特性をそろえ、フリッカや視差の影響をなくし高品質な表示と、低消費電力化の可能な液晶表示装置を実現することを目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、前記第１基板は、さらに、画素ごとに設けられたスイッチ素子と、一画素領域を部分的に覆い、前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、を有し、前記第１電極として、前記反射電極の上には間に絶縁膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が、前記間に前記絶縁膜を挟んで配置された前記反射電極と前記第１電極とで構成される容量を介して前記透明電極に印加される。
【００１８】
以上のように第１基板側において、液晶層側に第２基板の第２電極と同様の特性を備える透明な第１電極を配置し、この第１電極の下層に反射層を配置することで、液晶層を第１電極と第２電極とによって対称性よく駆動することができる。なお、前記第１電極の前記透明導電性材料の仕事関数と、前記第２基板の液晶層側に形成される前記第２電極の透明導電性材料の仕事関数との差は、０．５ｅＶ以下とすることが対称性にすぐれた駆動に特に有効である。また、このような構成を採用することで、各画素における液晶層の駆動周波数を例えば６０Ｈｚより低く設定した場合でも、フリッカなどを発生することなく高品質な表示が可能である。本発明では、更に、透明な第１電極に対し、スイッチ素子に接続された反射電極を介して、容量結合を利用して液晶駆動用の電圧を印加する構成が採用されている。従って、反射電極と透明な第１電極との多層構造により第１基板側の電極を構成しているものの、スイッチ素子と反射電極との接続構造は、画素電極に金属反射電極を用いた従来の反射型液晶表示装置とほぼ同様の構造が採用でき、最小限の設計変更によって表示品質の向上と消費電力の低下を実現できる。
【００１９】
本発明の他の態様では、画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、前記第１基板は、さらに、画素ごとに設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、を有し、前記第１電極として、前記反射電極の上には間に絶縁膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が、前記間に前記絶縁膜を挟んで配置された前記反射電極と前記第１電極とで構成される容量を介して前記透明電極に印加され、間に前記液晶層を挟んで対向配置された前記第１電極と前記第２電極とで構成される画素容量の容量値Ｃ１と、前記反射電極と前記第１電極とで構成された容量の容量値Ｃ２とが、
Ｃ２＞１００×Ｃ１
の関係を満たす。
【００２０】
本発明の他の態様では、画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、前記第１基板は、さらに、画素ごとに設けられたスイッチ素子と、前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、を有し、前記第１電極として、前記反射電極の上には間に絶縁膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が前記容量結合により前記透明電極に印加され、間に前記液晶層を挟んで前記第２電極と対向配置される前記第１電極の面積Ｓ１と、間に前記絶縁膜を挟んで対向配置される前記反射電極と前記第１電極との重なり面積Ｓ２とが、
Ｓ２＞０．１×Ｓ１
の関係を満たす。
【００２１】
金属材料からなる反射電極上に透明導電材料を形成した場合には該反射電極表面に自然酸化膜が形成されるため反射電極と透明な第１電極とは絶縁される。しかし、容量値、面積が上述のような関係を満たすように設計することで、スイッチ素子に接続された反射電極が、容量結合を介して透明な第１電極に液晶を駆動するために十分な電圧を印加することができる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の好適な実施の形態（以下実施形態という）について説明する。
【００２３】
図１は、本実施形態に係る反射型ＬＣＤとして反射型アクティブマトリクスＬＣＤの第１基板側の平面構成の一部、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿った位置におけるＬＣＤの概略断面構成を示している。アクティブマトリクス型ＬＣＤでは、表示領域内にマトリクス状に複数の画素が設けられ、各画素に対してＴＦＴなどのスイッチ素子が設けられる。スイッチ素子は、第１及び第２基板の一方、例えば第１基板１００側に画素ごとに形成され、各スイッチ素子の上には層間絶縁膜３４及び平坦化絶縁膜３８が形成され、この平坦化絶縁膜３８の上にそれぞれ形成された反射金属材料からなる反射電極４４がこのスイッチ素子と接続されている。また、この反射電極４４の上には間に絶縁膜４６を挟んで個別パターンに形成された透明導電材料からなる透明な第１電極５０が形成されている。
【００２４】
スイッチ素子としては、本実施形態ではチャネル２０ｃ、ドレイン・ソース領域２０ｄ・２０ｓを含む能動層２０に多結晶シリコンを用いた多結晶シリコンＴＦＴ１１０を採用している。もちろん、多結晶シリコンに限らず、非晶質シリコンＴＦＴであってもよい。
【００２５】
このＴＦＴ１１０のゲート電極３２に、ゲート信号（走査信号）が印加されるとＴＦＴ１１０はオンし、これにより、例えばソース電極４０側の電圧が、ドレイン電極（データライン）３６に印加されているデータ信号電圧に等しくなる。ソース電極４０には反射電極４４が接続されているため、このソース電圧は反射電極４４に印加される。
【００２６】
反射電極４４は後述するような理由から絶縁膜４６に覆われ、この絶縁膜４６の上に、透明導電性材料から構成された透明な第１電極５０が形成されている。本実施形態では、この絶縁膜４６を挟んで反射電極４４と第１電極５０とが容量結合し、反射電極４４に印加される表示内容に応じたデータ電圧をこの容量を介して第１電極５０に印加している。
【００２７】
第１及び第２基板１００，２００には、ガラスなどの透明基板が用いられ、第１基板１００と対向する第２基板２００側には、従来と同様に、カラータイプの場合にはカラーフィルタ２１０が形成され、このカラーフィルタ２１０上に透明導電材料からなる第２電極２５０が形成されている。第２電極２５０の透明導電材料としては、ＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）やＩＴＯなどが採用される。なお、アクティブマトリクス型では、この第２電極２５０は各画素に対する共通電極として形成されている。また、このような第２電極２５０の上には、ポリイミドなどからなる配向膜２６０が形成されている。
【００２８】
以上のような構成の第２基板側に対し、本実施形態では、第１基板側の液晶層３００に対する電気的特性を揃えるような電極構造が採用されている。具体的には、図２に示すように、第１基板１００上の配向膜の直下には、従来のような反射金属電極ではなく、第２電極２５０と仕事関数の類似した材料、即ち、ＩＺＯやＩＴＯなど、第２電極２５０と同様の透明導電材料からなる第１電極５０を形成している。第２基板側からの入射光を反射する反射電極４４は、この第１電極５０の下層に形成されている。
【００２９】
第１電極５０として用いる材料は、第２電極２５０の材料と同一とすることにより、液晶層３００に対し、同一の仕事関数の電極が、間に配向膜６０，２６０を介して配置されることになるため、第１電極５０と第２電極２５０とにより液晶層３００を非常に対称性よく交流駆動することが可能となる。但し、第１電極５０と第２電極２５０とはその仕事関数が完全に同一でなくても、液晶層３００を対称性よく駆動可能な限り近似していればよい。例えば、両電極の仕事関数の差を０．５ｅＶ程度以下とすれば、液晶の駆動周波数を上述のようなＣＦＦ以下とした場合であっても、フリッカや液晶の焼き付きなく、高品質な表示が可能となる。
【００３０】
このような条件を満たす第１電極５０及び第２電極２５０としては、例えば、第１電極５０にＩＺＯ（仕事関数４．７ｅＶ〜５．２ｅＶ）、第２電極２５０にＩＴＯ（仕事関数４．７ｅＶ〜５．０ｅＶ）、あるいはその逆などが可能であり、材料の選択にあたっては、透過率、パターニング精度などプロセス上の特性や、製造コストなどを考慮して各電極に用いる材料をそれぞれ選択してもよい。
【００３１】
反射電極４４としては、Ａｌ、Ａｇ、これらの合金（本実施形態ではＡｌ−Ｎｄ合金）など、反射特性に優れた材料を少なくともその表面側（液晶層側）に用いる。また、反射電極４４はＡｌ等の金属材料の単独層であってもよいが、平坦化絶縁膜３８と接する下地層としてＭｏ等の高融点金属層を設けてもよい。このような下地層を形成すれば、反射電極４４と平坦化絶縁膜３８との密着性が向上するため、素子の信頼性向上を図ることができる。なお、図２の構成では、層間絶縁膜３４の上に形成された平坦化絶縁膜３８の各画素領域内に所望の角度の傾斜面が形成されており、この平坦化絶縁膜３８を覆って反射電極４４を積層することで、反射電極４４の表面に同様な傾斜が形成されている。このような傾斜面を最適な角度、位置で形成すれば、各画素毎に外光を集光して射出することができ、例えばディスプレイの正面位置での表示輝度の向上を図ることが可能である。もちろん、このような傾斜面は必ずしも存在しなくてもよい。
【００３２】
反射電極４４は、上述のようにＡｌ−Ｎｄ合金などの導電性材料によって構成されるが、この反射電極４４上に積層される第１電極５０と、反射電極４４とは電気的には絶縁されている。絶縁される理由は、第１電極５０の材料としてＩＺＯや、ＩＴＯ等を採用する場合、これらがスパッタリングによって成膜されることによる。即ち、Ａｌなどからなる反射電極４４は、スパッタリング雰囲気に晒されることで、表面で酸化反応が起き、自然酸化膜（絶縁膜）４６で覆われるためである。
【００３３】
本実施形態では、従来の反射型ＬＣＤにおいて液晶を駆動する第１基板側の反射電極と同様に、反射電極４４はＴＦＴ１１０（ここではソース電極４０）に接続されている。反射電極４４と第１電極５０とは上記自然酸化膜４６により絶縁され、間に形成された自然酸化膜４６を挟んで反射電極４４と第１電極５０とが第２容量（Ｃ２）を構成する。また、液晶層３００を挟んで対向配置される第１電極５０と第２電極２５０とによって第１容量（画素容量）（Ｃ１）が構成される。この第１容量（Ｃ１）と第２容量（Ｃ２）とは、図３に示されるように１画素内において、電気的には交流電源に直列接続された回路と等価となる。ここで
【数１】
Ｖ＝Ｖ１（第１容量電圧）＋Ｖ２（第２容量電圧）・・・（１）
である。電極間の容量値Ｃは、下記一般式（２）
【数２】
Ｃ＝ε×ε₀×（Ｓ／ｄ）・・・（２）
（但し、εは電極間材料の誘電率、ε₀は真空中の誘電率、Ｓは容量面積、ｄは電極間距離）
で表される。そして、Ｖ１は、
【数３】
Ｖ１＝（Ｃ２／Ｃ１）×Ｖ２・・・（３）
で表わされる。
【００３４】
式（３）より、Ｃ１に対してＣ２が十分大きければ、第２容量を介して第１容量に十分高い電圧Ｖ１を印加できることがわかる。例えば、第１容量及び第２容量の容量値が、下記式（４）
【数４】
Ｃ２＞１００×Ｃ１・・・（４）
の関係を満たせば、第１電極５０を介して液晶層３００を反射電極４４によって直接駆動する場合とほぼ同様な駆動が可能となる。ここで、反射電極４４と第１電極５０との間の自然酸化膜４６は非常に薄く形成することができるため、第２容量値Ｃ２は例え小面積であっても非常に大きな値とすることができる。従って、第２容量Ｃ２は上式（４）を満たすことができる。とりわけ、図１に示すように、反射型ＬＣＤでは、反射電極４４と第１電極５０との重なり（容量面積）が大きいため容量値Ｃ２は十分大きく、上式（４）の関係を満たすことができる。
【００３５】
また、例えば、上式（４）のような関係を満たすためには、第１容量の面積、つまり画素毎に個別パターンで形成された第１電極５０の面積Ｓ１と、第２容量の面積、つまり、反射電極４４と第１電極５０との重なり面積Ｓ２とが、下式（５）
【数５】
Ｓ２＞０．１×Ｓ１・・・（５）
の関係を満たすように反射電極４４と第１電極５０の面積を設定することが好ましい。もちろん、反射電極４４が第１電極５０とほぼ同等の面積を有する図１に示すような反射型ＬＣＤでは、上式（５）の関係を確実に満たすことができる。
【００３６】
なお、上記（４）及び（５）式は、電圧損失が１％以下で、一例を挙げれば、第１電極５０と第２電極２５０の距離（液晶層３００の厚さ）ｄ１は５μｍ、液晶層の誘電率ε₁（液晶平均誘電率）は５、反射電極４４と第１電極５０との距離（自然酸化膜４６等の膜厚）ｄ２が５０ｎｍ、反射電極４４と第１電極５０との間の誘電率（自然酸化膜その他の平均誘電率）ε₂が５である場合において満たされている。もちろんこの条件を全て満たさなくても十分に反射電極４４から容量結合により第１電極５０を駆動することができる。
【００３７】
図４は、アクティブマトリクス型の半透過型ＬＣＤの概略平面構成を示している。上記図１の構成と相違する点は、第１電極５０の下層に形成される反射電極４４が１画素領域よりも小さく、反射電極４４の形成されていない領域が存在する点のみである。１画素領域内における反射電極４４の形成面積が小さいので、反射型ＬＣＤの場合と比較すると第２容量が小さくなる。しかし、反射電極４４と透明電極５０との距離ｄ２は、液晶層の厚さｄ１に対し、上記例でも１００分の１にすぎず、Ｃ２の値は上記（４）式を満たすことができる。
【００３８】
また、半透過型ＬＣＤは、光透過機能と光反射機能の両機能を発揮する必要があり、特に反射機能は一層の輝度向上が要求されており、反射電極４４は少なくとも１画素領域面積の１０％より大きく設計される。従って、上記（５）式の条件についてもこれを満たすことができる。
【００３９】
以上のように、半透過型ＬＣＤであっても、反射型の場合と全く同様の接続構造（製造方法）にて、画素ＴＦＴ１１０に反射電極４４を接続すればよい。また、反射電極４４と第１電極５０との間には自然酸化膜４６をそのまま残すことで、反射電極４４と第１電極５０との間に構成される第２容量（Ｃ２）を介し、反射電極４４から表示内容に応じた電圧を第１電極５０に印加することが可能となる。もちろん、反射電極４４よりも透明導電材料からなる第１電極５０が液晶層３００側に形成されているから、液晶層３００を第１電極５０と第２電極２５０とによって対称性よく駆動することが可能となっている。従って、非常に低コストで液晶の駆動の対称性を高めて表示品質を向上させることが可能となる。また、そのために特別反射電極を大きく形成しなくとも、第１電極５０を駆動するのに十分な第２容量を形成することができ、透過型として用いた場合の輝度も十分得られる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、第１基板側でも第２基板側でもそれぞれ液晶対向側に仕事関数の類似した透明導電性材料からなる第１及び第２電極を配置するので、液晶層を第１電極と第２電極とによって対称性よく駆動することができる。また第１電極の下層には、スイッチ素子と接続され、第２基板側から入射する光を反射する反射電極を形成する。
【００４１】
第１電極は、反射電極との間に形成される自然酸化膜などの絶縁層の存在により、該反射電極とは電気的には絶縁されるが、両電極によって構成される容量（第２容量）により、第１電極には反射電極から表示内容に応じた電圧にほぼ等しい電圧を印加することができる。また、反射電極の存在により反射型又は半透過型ＬＣＤを構成できる上に、液晶に対する対称性の高い駆動を実現するために反射電極上に透明な第１電極を形成するにも関わらず、反射型ＬＣＤの場合における反射電極とスイッチ素子との接続構造に変更を加える必要がない。従って、製造コストの削減を実現しつつ、簡易な構成で、かつ高い表示品質で低消費電力の反射型或いは半透過型液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤの第１基板側の概略平面構成を示す図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線に沿った位置における反射型ＬＣＤの概略断面構成を示す図である。
【図３】本発明の実施形態に係る１画素の等価回路を示す図である。
【図４】本発明の実施形態に係るアクティブマトリクス型の半透過型ＬＣＤの第１基板側の概略平面構成を示す図である。
【図５】従来のアクティブマトリクス型の反射型ＬＣＤにおける第１基板側の一部平面構造を示す図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線に沿った位置における従来の反射型ＬＣＤの概略断面構造を示す図である。
【符号の説明】
２０能動層（ｐ−Ｓｉ層）、３０ゲート絶縁膜、３２ゲート電極（ゲートライン）、３４層間絶縁膜、３６ドレイン電極（データライン）、３８平坦化絶縁膜、４０ソース電極、４４反射電極、４６絶縁膜（自然酸化膜）、５０第１電極、６０，２６０配向膜、１００第１基板、１１０ＴＦＴ、２００第２基板、２１０カラーフィルタ、２５０第２電極、３００液晶層。

Claims

画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、
前記第１基板は、さらに、
画素ごとに設けられたスイッチ素子と、
一画素領域を部分的に覆い、前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、
を有し、
前記第１電極として、前記反射電極の上には間に自然酸化膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が、前記間に前記自然酸化膜を挟んで配置された前記反射電極と前記第１電極とで構成される容量を介して前記透明電極に印加されることを特徴とする液晶表示装置。
画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、
前記第１基板は、さらに、
画素ごとに設けられたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、を有し、
前記第１電極として、前記反射電極の上には間に自然酸化膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が、前記間に前記自然酸化膜を挟んで配置された前記反射電極と前記第１電極とで構成される容量を介して前記透明電極に印加され、
間に前記液晶層を挟んで対向配置された前記第１電極と前記第２電極とで構成される画素容量の容量値Ｃ１と、前記反射電極と前記第１電極とで構成された容量の容量値Ｃ２とが、
Ｃ２＞１００×Ｃ１
の関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
画素毎に個別の第１電極を備える第１基板と、第２電極を備える第２基板との間に液晶層が封入されて構成され画素毎の表示を行う液晶表示装置であって、
前記第１基板は、さらに、
画素ごとに設けられたスイッチ素子と、
前記スイッチ素子の上に該スイッチ素子と電気的に接続され、前記液晶層に第２基板側から入射される光を反射する反射電極と、を有し、
前記第１電極として、前記反射電極の上には間に自然酸化膜を介して透明導電材料からなる透明電極が形成され、該透明電極は、前記反射電極に容量結合し、前記スイッチ素子から前記反射電極に供給される電圧が、前記間に前記自然酸化膜を挟んで配置された前記反射電極と前記第１電極とで構成される容量を介して前記透明電極に印加され、
間に前記液晶層を挟んで前記第２電極と対向配置される前記第１電極の面積Ｓ１と、間に前記自然酸化膜を挟んで対向配置される前記反射電極と前記第１電極との重なり面積Ｓ２とが、
Ｓ２＞０．１×Ｓ１
の関係を満たすことを特徴とする液晶表示装置。
請求項１〜請求項３のいずれか一つに記載の液晶表示装置において、
前記第１電極の前記透明導電性材料の仕事関数と、前記第２基板の液晶層側に形成される前記第２電極の透明導電性材料の仕事関数との差は、０．５ｅＶ以下であることを特徴とする液晶表示装置。
請求項４に記載の液晶表示装置において、
各画素における液晶層の駆動周波数は、６０Ｈｚより低いことを特徴とする液晶表示装置。