(57)【要約】【課題】開口率が高く、明所でも暗所でも視認性が高く高品位な表示を行い、かつ低消費電力な表示装置および液晶表示装置を提供する。【解決手段】薄膜トランジスタ基板２０には、画素１の透過光の輝度を制御する透明電極３と、透明電極３と併置され、画素１の反射光の輝度を制御する反射電極２と、透明電極３および反射電極２に映像情報等を伝送する信号線４と、信号線４と交差して配置され、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂの駆動を制御する走査線５Ａ・５Ｂと、画素１の電位を安定化させるための補助容量を形成する補助容量配線９とを備え、補助容量配線９は、反射電極２の下方に設けられ、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂは、信号線４の下方、または反射電極２の下方、または走査線５Ａ・５Ｂの下方に設けられている。【選択図】図１
2010015083.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表示の単位となる画素の駆動を制御するスイッチング素子を設けた第１の基板を備えた表示装置において、
前記第１の基板には、
前記画素を透過する光の輝度を制御する透明電極と、
前記透明電極と併置され、前記画素に入射する光の反射を制御する反射電極と、
前記透明電極および前記反射電極にデータ信号を伝送する信号線と、
前記信号線と交差して配置され、前記スイッチング素子の駆動を制御する走査線と、
前記画素の電位を安定化させるための補助容量を形成する補助容量配線とを備え、
前記補助容量配線は、前記反射電極の下方に設けられ、
前記スイッチング素子として、前記透明電極の駆動を制御する透明電極用スイッチング素子と、前記透明電極用スイッチング素子とは異なるスイッチング素子であって前記反射電極の駆動を制御する反射電極用スイッチング素子とが設けられ、
前記透明電極用スイッチング素子、および前記反射電極用スイッチング素子は、前記信号線の下方、または前記反射電極の下方、または前記走査線の下方に設けられていることを特徴とする表示装置。
【請求項２】
前記走査線は、
前記透明電極用スイッチング素子の駆動を制御する透明電極用走査線と、
前記反射電極用スイッチング素子の駆動を制御する反射電極用走査線とを備え、
前記透明電極用走査線および反射電極用走査線は、前記透明電極と前記反射電極との間の第1の隙間、反射電極、および前記反射電極と隣接する前記画素とは異なる画素と前記反射電極との間の第２の隙間の下方であって、かつ、前記第１の隙間、反射電極および第２の隙間を平面視した領域内に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の表示装置。
【請求項３】
前記透明電極用走査線と、前記反射電極用走査線と、前記補助容量配線とは同じ層に形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の表示装置。
【請求項４】
前記透明電極用走査線と、前記反射電極用走査線とは、前記補助容量配線を挟んで形成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項５】
前記補助容量配線の下方には、透明電極用の補助容量を構成する透明電極用薄膜シリコンと、前記反射電極用の補助容量を構成する反射電極用薄膜シリコンとが併置されており、
前記透明電極と前記透明電極用薄膜シリコンとの接続、および前記反射電極と前記反射電極用薄膜シリコンとの接続は、仲介層を介して成されていることを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項６】
前記反射電極と前記仲介層とを接続する第１のコンタクトと、
前記仲介層と前記反射電極用薄膜シリコンとを接続する第２のコンタクトとが設けられており、
前記第２のコンタクトは、前記画素と隣接する異なる画素の透明電極の下方に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項７】
前記透明電極と前記仲介層とを接続する第３のコンタクトと、
前記仲介層と前記透明電極用薄膜シリコンとを接続する第４のコンタクトとが設けられており、
前記第４のコンタクトは、前記反射電極の下方に形成されていることを特徴とする請求項５に記載の表示装置。
【請求項８】
前記画素における前記透明電極に対応する領域と、前記反射電極に対応する領域とでγカーブが異なることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載の表示装置。
【請求項９】
前記データ信号のうち、前記透明電極に伝送される第１のデータ信号に関して、前記表示装置に入力される入力信号に対する前記第１のデータ信号の電圧変化と、
前記データ信号のうち、前記反射電極に伝送される第２のデータ信号に関して、前記表示装置に入力される入力信号に対する前記第２のデータ信号の電圧変化とが異なることにより、前記γカーブが異なることを特徴とする請求項８に記載の表示装置。
【請求項１０】
請求項１〜９の何れか１項に記載の表示装置と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前記第１の基板と対向して配置される第２の基板とを備え、
前記透明電極および前記第２の基板の間の液晶層の厚さと、前記反射電極および前記第２の基板の間の液晶層の厚さとが等しいことを特徴とする液晶表示装置。
【請求項１１】
前記第２の基板における前記画素と対応する領域にカラーフィルタが形成されており、
前記カラーフィルタの前記透明電極部と対向する領域と、前記反射電極部に対向する領域とで、色調が異なることを特徴とする請求項１０に記載の液晶表示装置。
【請求項１２】
前記画素に情報を表示させるための電圧を前記透明電極、または前記反射電極に印加する際、前記画素に情報を表示させるための電圧より大きい電圧、または小さい電圧を印加した後、前記画素に情報を表示させるための電圧を印加することを特徴とする請求項１１に記載の液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
反射型表示と透過型表示の両方の機能を備える表示装置および液晶表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、薄型、軽量、及び低消費電力という特徴を備えているため、小さいサイズから大きいサイズまで、携帯電話用表示装置、パーソナルコンピューター用ディスプレイ及びテレビジョンなどの表示装置等に利用されている。
【０００３】
中でも持ち運び可能な携帯電話、ＰＤＡ(Personal Data Assistance)及びノートパソコン等ではバッテリー駆動であり、外光の異なる場所で用いる事から、低消費電力かつ視認性が使用場所に影響されないという一層優れた性能を持つディスプレイが今後、多く必要とされると考えられる。
【０００４】
例えば、特許文献１には、液晶層を挟んで対向する一対の基板を含むパネル部と、照明を行うバックライトとの間に半透過反射板を用意し、明所では反射型(自然光をパネル前面側から入射して前面側に出射する)、暗所では透過型(バックライトの光をパネル裏面側から入射して前面側に出射するもの)として動作する２ウェイ表示型の液晶表示装置が開示されている。反射型として動作する場合と透過型として動作する場合とでは光の液晶層への透過経路が異なる為、表示品位(透過率)が異なる。これを一致させる為に、反射型としての動作時と、透過型としての動作時とで異なる信号電圧を印加し、透過率を一致させることで、明所、暗所双方で低消費電力かつ視認性の高いディスプレイを実現している(従来技術（１）)
一方、近年では、一つの画素領域内に反射電極部及び透明電極部を用意し、これらを接続して、暗所では透明電極部でバックライトからの透過光のみ利用し、明所ではこれに反射電極部からの反射光を足し合わせる事で、明所でバックライトの明るさが不足する場合でも、高い視認性を確保できる半透過型液晶表示装置が広く用いられている。また、反射電極部と透明電極部とで光の液晶層への透過経路長を等しくする為、液晶層の厚さは、反射部と、透過部とで異なっている（特許文献３参照）。また、特許文献４、５には、信号線の下方に薄膜トランジスタを形成する液晶表示装置が記載されている。
【０００５】
図１３に、一般的な半透過型液晶表示装置の構成を示す。図１３は、従来技術の半透過型液晶表示装置の構成を表す平面図である。なお、図１３では、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板のうち、薄膜トランジスタが形成される側の基板の一部を取り出して記載している。また、図１３では、一対の透過部と反射部とを有する一つの画素と、この画素に隣接して配される一つの隣接画素とを表している。
【０００６】
図１３に示すように、１つの画素を表す画素１００は、入射する光を反射する反射電極部１０５と、この反射電極部１０５に接続されている透明電極部１０４と、画素１００に映像信号を印加するための信号配線１０１と、信号配線１０１と交差して配置され、スイッチング素子のオン・オフ（駆動）の制御を行うための走査線１０２と、信号配線１０１に伝送される映像信号を透明電極１０４または反射電極１０５に供給する後述の薄膜トランジスタ１０３Ｂを構成する薄膜シリコン１１６Ａと、補助容量用の薄膜シリコン１１６Ｂと、薄膜シリコン１１６Ｂとともに補助容量を形成するための補助容量配線１１９とが形成されている。補助容量は、画素１００の駆動電位を安定化させるためのものである。
【０００７】
走査線１０２は、複数の画素１００に跨って形成されており、この走査線１０２と交差するように信号配線１０１が、透過部１１０と反射部１１１との横に形成されている。この、走査線１０２と信号配線１０１とが交差する領域には上記の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０３Ｂが形成されている。
【０００８】
薄膜シリコン１１６Ａは、信号配線１０１と薄膜トランジスタ用コンタクト１２１で接続されている。そして、薄膜シリコン１１６Ａは、走査線１０２の下方を通って、反射電極１０５と透過反射電極用コンタクト１１４で接続されている。また、薄膜シリコン１１６Ｂは、補助容量配線１１９の下方に形成されており、反射電極１０５と透過反射電極用コンタクト１１４で接続されている。尚、図１３は透明電極部１０４及び反射電極部１０５が信号配線１０１と重なりをもつ場合を示している。
【０００９】
図１４は、図１３に示すＤ−Ｄ’線に沿う矢視断面図である。図１４に示すように、画素１００は、薄膜トランジスタが形成されている薄膜トランジスタ基板１２０と、薄膜トランジスタ基板１２０と対向して配置される対向基板１３０とを備えている。
【００１０】
薄膜トランジスタ基板１２０において、透明基板１０８の上層にパッシベーション膜１０６を介して薄膜シリコン１１６Ｂが形成されている。そして、薄膜シリコン１１６Ｂを覆い、パッシベーション膜１０６の上層に層間絶縁膜１０７が形成されている。そして、薄膜シリコン１１６Ｂの上方には、層間絶縁膜１０７を介して、走査線１０２と補助容量配線１１９とが形成されている。また、層間絶縁膜１０７の上層に反射電極部１０５と、透明電極部１０４とが接触し、並置されて形成されている。この反射電極部１０５が形成されている領域が、反射部１１１である。そして、反射電極部１０５が形成されていない領域が透過部１１０である。
【００１１】
そして、走査線１０２と補助容量配線１１９とは、反射電極部１０５の下方に形成されおり、層間絶縁膜１０７の中層に間隔を開けて、横並び（膜面に対して水平方向）に併置されている。そして、補助容量配線１１９の下方にパッシベーション膜１０６と接して薄膜シリコン１１６Ｂが形成されている。
【００１２】
対向基板１３０は、透明基板１０８の下層（薄膜トランジスタ基板１２０が配される側）であって、反射電極部１０５と対向する領域に樹脂層１０９が形成されている。そして、樹脂層１０９を覆うように透明基板１０８の下層に透明電極部１１２が形成されている。また図示しないカラーフィルタが形成されている。
【００１３】
そして、薄膜トランジスタ基板１２０と、対向基板１３０との間には液晶層１４０が形成されている。また、薄膜トランジスタ基板１２０の透明基板１０８の下方には、図示しないバックライトが形成されている。
【００１４】
これにより、反射部１１１において、対向基板１３０の裏面側、すなわち、対向基板１３０の透明基板１０８の上方から入射する光は、樹脂層１０９を透過し、反射電極部１０５で反射され、再び樹脂層１０９を透過し、透明基板１０８の上方へ出射される。一方、透過部１１０では、図示しないバックライトから光が発光されると、反射電極部１０５と並置されている透明電極部１０４を透過し、対向基板１３０の透明基板１０８の上方へ出射される。
【００１５】
このように、反射部１１１では、光は液晶層１４０を２回通過することになる。一方、透過部１１０では、光が液晶層１４０を通過するのは１回である。そこで、樹脂層１０９を反射部１１１に形成することにより、液晶層１４０の厚さを透過部１１０と反射部１１１とで異なるように構成している。これにより、反射部１１１と透過部１１０とで液晶層１４０を通過する光の経路長を同一としている。
【００１６】
こうすることで、図１５に透過部１１０及び反射部１１１の輝度特性を示すように、透過部１１０と反射部１１１とで輝度特性を一致させることができる。なお、図１５に示すグラフの横軸は、液晶層１４０に印加する電圧を表し、縦軸は、液晶層１４０に印加した電圧に対する最大輝度で規格化した輝度を表す（従来技術（２））。
【００１７】
さらに、特許文献２には、一つの画素内に、反射電極部と、透過電極部とを形成し、さらに、それぞれに薄膜トランジスタが形成された構成が開示されている。これについて、図１６を用いて説明する。
【００１８】
図１６は、従来技術の半透過型液晶表示装置の構成を表し、反射電極部および透過電極部のそれぞれに薄膜トランジスタが形成されている構成を表す平面図である。なお、図１６では、一対の透過部と反射部とを有する一つの画素と、この画素に隣接して配される一つの隣接画素とを表している。
【００１９】
図１６に示すように、半透過型液晶表示装置の画素２００は、図１３で示した画素１００と同様に一つの画素を表し、画素２００に反射電極部２０５と、透明電極部２０４とが並置されて形成されている。画素２００は、透明電極２０４および反射電極２０５のそれぞれに薄膜トランジスタを設け、透明電極２０４および反射電極２０５のそれぞれを独立して駆動制御できる点で画素１００と異なる。
【００２０】
図１６に示すように、画素２００は、画素１００に映像信号を印加するための信号配線２０１と、画素２００の選択に応じて、画素２００に対する映像信号の供給をオン・オフするための薄膜トランジスタ２０３Ａ・２０３Ｂと、画素２００の選択時に薄膜トランジスタ２０３Ａ・２０３Ｂをオンにする走査線配線２０２と、薄膜トランジスタ２０３Ａが接続された透明電極部２０４と、薄膜トランジスタ２０３Ｂが接続された反射電極部２０５を備えている。そして、透明電極部２０４と反射電極部２０５とは電気的に独立している。
【００２１】
これにより画素２００では、透明電極部２０４と、反射電極部２０５とのそれぞれを独立して駆動することができる。このため、画素２００を反射型として用いる場合には反射電極部２０５にのみ電圧を印加し、また、画素２００を透過型として用いる場合には透明電極部２０４にのみ電圧を印加することにより、低消費電力を実現している(従来技術（３）)。
【特許文献１】特開２０００−１９３９３６号公報
【特許文献２】特開平１１−３０５２４８号公報
【特許文献３】特表２００５−５２４１１５号公表
【特許文献４】特開平２−１７６７２６号公報
【特許文献５】特開平９−１４６１１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２２】
しかしながら、前記の従来技術（１）の構成では、パネル部と、照明を行うバックライトとの間に設置する半透過反射板での光のロスが大きい。また反射型、透過型で動作する場合で、カラー表示を行うカラーフィルタの透過回数が異なる為、異なる信号電圧を印加して透過率を同一としても、表示品位が明所、暗所で異なるという問題がある。
【００２３】
また、図１３，１４に示す従来技術（２）の構成では、従来技術（１）の半透過反射板での光のロスの問題を解決するが、前記のように反射部１１１と透過部１１０との光の経路長を等しくする為、反射部１１１における薄膜トランジスタ基板１２０と対向基板１３０との距離を、透過部１１０における薄膜トランジスタ基板１２０と対向基板１３０との距離の１／２としている。すなわち、反射部１１１における液晶層１４０の厚さは、透過部１１０における液晶層１４０の厚さの１／２である。
【００２４】
ここで、一般的に液晶の応答時間τは、液晶の粘度ηと液晶層の厚さｄの二乗に比例する事が知られている(τ〜η×ｄ２)。
【００２５】
この為、従来技術（２）に記載の構成では、反射部１１１と透過部１１０とで液晶の応答時間が異なり、高速に液晶を駆動させるオーバーシュート駆動等を調整することが困難である。
【００２６】
また、図１６に示す従来技術（３）では、反射電極部２０５と透明電極部２０４とで独立に信号電圧を印加しているので、図１４のように異なる液晶層１４０の厚さを用意する必要がなくなる。しかし、画素２００の反射電極部２０５及び透明電極部２０４のそれぞれに一つずつ薄膜トランジスタ２０３Ａまたは薄膜トランジスタ２０３Ｂを用意しているので、反射電極部２０５及び透明電極部２０４共に開口率を小さくしてしまうという問題がある。また、補助容量について何ら考慮されていない。
【００２７】
本発明は、前記の問題点を解決するものであり、その目的は、開口率が高く、明所でも暗所でも視認性が高く高品位な表示を行い、かつ低消費電力な表示装置および液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００２８】
本発明の表示装置は、前記課題を解決するために、表示の単位となる画素の駆動を制御するスイッチング素子を設けた第１の基板を備える液晶表示装置において、前記第１の基板には、前記画素を透過する光の輝度を制御する透明電極と、前記透明電極と併置され、前記画素に入射する光の反射を制御する反射電極と、前記透明電極および前記反射電極にデータ信号を伝送する信号線と、前記信号線と直交して配置され、前記スイッチング素子の駆動を制御する走査線と、前記画素の電位を安定化させるための補助容量を形成する補助容量配線とを備え、前記補助容量配線は、前記反射電極の下方に設けられ、前記スイッチング素子は、前記透明電極の駆動を制御する透明電極用スイッチング素子と、前記透明電極用スイッチング素子とは異なるスイッチング素子であって前記反射電極の駆動を制御する反射電極用スイッチング素子とが設けられ、前記透明電極用スイッチング素子、および前記反射電極用スイッチング素子は、前記信号線の下方、または前記反射電極の下方、または前記走査線の下方に設けられていることを特徴とする。
【００２９】
前記透明電極と、前記反射電極とには、異なるスイッチング素子である透明電極用スイッチング素子と、反射電極用スイッチング素子とが設けられている。これにより、前記走査線の駆動を制御することにより、前記反射電極と前記透明電極とにそれぞれ独立して、異なる電圧を印加することが可能となる。このため、明るい場所で、光を反射させることにより、例えば映像情報や文字情報等（以下、映像情報等と称する）を前記画素に表示させる場合（以下、反射表示と称する）、前記透明電極には、前記画素を駆動するための電圧を印加せず、前記反射電極にだけ、前記電圧を印加することができる。また、逆に、暗い場所で、例えば照明装置からの光を透過させることにより、映像情報等を前記画素に表示させる場合（以下、透過表示と称する）、前記反射電極には前記画素を駆動するための電圧を印加せず、前記透過電極にだけ電圧を印加することができる。これにより、余分な電圧を印加する必要がないため、前記表示装置を低消費電力で構成することができる。
【００３０】
また、前記構成によると、前記補助容量配線は、前記反射電極の下方に設けられており、さらに前記透明電極用スイッチング素子、および前記反射電極用スイッチング素子は、前記信号線の下方、または前記反射電極の下方、または前記走査線の下方に設けられている。
【００３１】
このため、前記照明装置から発光される光が前記補助容量配線、前記透明電極用スイッチング素子、および前記反射電極用スイッチング素子により遮光されることがない。
【００３２】
さらに透明電極の面積を広く形成することができる。このため、補助容量配線を反射電極の下方に形成しないで、さらに前記透明電極用スイッチング素子および前記反射電極用スイッチング素子を前記信号線と、前記反射電極と、前記走査線とのうち何れかの下方に形成しない場合と比較して、開口率を向上させることができる。
【００３３】
このように、前記構成により、開口率が高く、明所でも暗所でも視認性が高く高品位な表示を行い、かつ低消費電力な表示装置を実現することができる。
【００３４】
本発明の表示装置においては、さらに、前記走査線は、前記透明電極用スイッチング素子の駆動を制御する透明電極用走査線と、前記反射電極用スイッチング素子の駆動を制御する反射電極用走査線とを備え、前記透明電極用走査線および反射電極用走査線は、前記透明電極と前記反射電極との間の第1の隙間、反射電極、および前記反射電極と隣接する前記画素とは異なる画素と前記反射電極との間の第２の隙間の下方であって、かつ、前記第１の隙間、反射電極および第２の隙間を平面視した領域内に形成されていることが好ましい。
【００３５】
また、前記透明電極用走査線および反射電極用走査線はともに、前記反射電極の下方に形成されていることがさらに好ましい。
【００３６】
前記構成によると、前記補助容量電極、前記透明電極用走査線、および前記反射電極用走査線は、前記透明電極の下方には形成されていない構成となる。このため、前記照明装置からの発光が、前記補助容量電極、前記透明電極用走査線、および前記反射電極用走査線により遮光されることがないので、前記画素の開口率をさらに向上させることができる。
【００３７】
本発明の表示装置においては、さらに、前記透明電極用走査線と、前記反射電極用走査線と、前記補助容量配線とは同じ層に形成されていることが好ましい。
【００３８】
これにより、透明電極用走査線と、反射電極用走査線と、前記補助容量配線とを同一の工程で形成することができる。このため、前記配線のそれぞれを形成するために、別々の工程を設ける必要がない。
【００３９】
本発明の表示装置においては、さらに、前記透明電極用走査線と、前記反射電極用走査線とは、前記補助容量配線を挟んで形成されていることが好ましい。
【００４０】
前記構成により、前記透明電極用の補助容量配線と前記反射電極用の補助容量配線とを共通の配線で構成することができる。従って、補助容量を設けるための面積を小さくすることができる。
【００４１】
本発明の表示装置においては、さらに、前記補助容量配線の下方には、透明電極用の補助容量を構成する透明電極用薄膜シリコンと、前記反射電極用の補助容量を構成する反射電極用薄膜シリコンとが併置されており、前記透明電極と前記透明電極用薄膜シリコンとの接続、および前記反射電極と前記反射電極用薄膜シリコンとの接続は、仲介層を介して成されていることが好ましい。
【００４２】
これにより、前記透明電極と前記透明電極用薄膜シリコンとの接続および前記反射電極と前記反射電極用薄膜シリコンとの接続（コンタクト）をそれぞれ、単一の配線で構成する場合と比較して、配線の断線を防止することができる。
【００４３】
本発明の表示装置においては、さらに、前記反射電極と前記仲介層とを接続する第１のコンタクトと、前記仲介層と前記反射電極用薄膜シリコンとを接続する第２のコンタクトとが設けられており、前記第２のコンタクトは、前記画素と隣接する異なる画素の透明電極の下方に形成されていることが好ましい。
【００４４】
これにより、透明電極と透明電極用薄膜シリコンとを接続する配線と、反射電極と反射電極用薄膜シリコンとを接続する配線とを、前記透明電極用走査線、前記反射電極用走査線、および前記補助容量配線を挟んで設けることができる。
【００４５】
前記構成によると、前記反射電極と前記反射電極用薄膜シリコンとは、前記仲介層を介して前記２つのコンタクトによって接続される。
【００４６】
さらに好ましくは、平面視した領域内で、前記第１のコンタクトと、前記第２のコンタクトとの間に前記反射電極用走査線は形成されていることが好ましい。
【００４７】
前記構成によると、前記反射電極と、前記反射電極用薄膜シリコンとは、前記反射電極用走査線および前記補助容量配線を跨いで接続されることになる。このため、前記反射電極と、前記反射電極用薄膜シリコンとを接続するための配線を、前記反射電極用走査線と、前記補助容量配線との間に形成する必要がない。
【００４８】
これにより、前記反射電極用走査線と、前記補助容量配線との間の隙間を小さくすることが可能であり、前記反射電極下に前記反射電極用走査線を形成しながら、高開口率を実現する事が可能となる。
【００４９】
このため、前記透明電極と前記反射電極との第１の隙間、前記反射電極、および前記反射電極と隣接する異なる画素との第２の隙間の下方であって、かつ、前記第１の隙間、反射電極および第２の隙間を平面視した領域内に前記透明電極用走査線、前記反射電極用走査線、および前記補助容量配線を設け、かつ、両スイッチング素子を前記信号線、反射電極および走査線のうち何れかの下方に設けるという高開口率を実現する配線レイアウトを採用しながら、透明電極と反射電極とを独立して駆動することができる。
【００５０】
本発明の表示装置においては、また、前記透明電極と前記仲介層とを接続する第３のコンタクトと、前記仲介層と前記透明電極用薄膜シリコンとを接続する第４のコンタクトとが設けられており、前記第４のコンタクトは、前記反射電極の下方に形成されていることが好ましい。
【００５１】
前記構成によると、前記透明電極用薄膜シリコンを前記透明電極用走査線の下方に設ける必要がない。このため、前記仲介層を前記透明電極用走査線と、前記透明電極との間の層に形成し、前記透明電極と、前記透明電極用薄膜シリコンとを接続することが可能となる。これにより、前記透明電極用走査線の下方に前記透明電極用薄膜シリコンを形成して、前記信号線と前記透明電極とを接続する場合と比較して、前記透明電極用走査線の負荷と、前記透明電極および前記透明電極用薄膜シリコンの接続のための配線の負荷とを低減することができる。
【００５２】
そして、前記反射電極の下方に前記補助容量配線を設け、かつ、両スイッチング素子を前記信号線、反射電極および走査線のうち何れかの下方に設けるという高開口率を実現する配線レイアウトを採用しながら、透明電極と反射電極とを独立して駆動することができる。
【００５３】
前記表示装置においては、さらに、前記画素における前記透明電極に対応する領域と、前記反射電極に対応する領域とでγカーブが異なることが好ましい。
【００５４】
これにより、前記透明電極と、前記反射電極とに印加する電圧を調整することにより、表示装置が使用される周囲の環境に応じて、コントラストを調整することが可能となる。
【００５５】
このため、高輝度で外光の強さによらず、視認性が高く高品位な映像情報等を表示することが可能な画素を備える表示装置を構成することができる。
【００５６】
前記表示装置においては、さらに、前記データ信号のうち、前記透明電極に伝送される第１のデータ信号に関して、前記表示装置に入力される入力信号に対する前記第１のデータ信号の電圧変化と、前記データ信号のうち、前記反射電極に伝送される第２のデータ信号に関して、前記表示装置に入力される入力信号に対する前記第２のデータ信号の電圧変化とが異なることにより、前記γカーブが異なることが好ましい。
【００５７】
このように、前記表示装置に入力される前記入力信号を変調するなどして、前記入力信号に対する前記第１のデータ信号の電圧変化と、前記入力信号に対する前記第２のデータ信号の電圧変化とを異ならせ、透過部と反射部とに印加される電圧を適切なものに変更する。これにより、前記第１のデータ信号と前記第２のデータ信号とのγカーブを変化させることにより、暗部明部ともに最適な映像が表示されるので、表示装置が使用される周囲の環境に応じて、コントラストを調整することが可能となる。
【００５８】
本発明の液晶表示装置においては、さらに、前記表示装置と、液晶層と、前記液晶層を挟んで前期第１の基板と対向して配置される第２の基板とを備え、前記透明電極および前記第２の基板の間の液晶層の厚さと、前記反射電極および前期第２の基板の間の液晶層の厚さとが等しいことが好ましい。
【００５９】
ここで、外光を前記反射電極により反射させて、前記映像情報等を前記画素に表示する反射表示の場合、前記外光は、前記画素に入射する際と、前記反射電極により反射され出射する際の２回前記液晶層を透過することになる。一方、前記照明装置からの光を前記透明電極を透過させることにより、前記映像情報等を前記画素に表示する透過表示の場合、前記照明装置からの光は、前記液晶層を１回透過することになる。
【００６０】
このように、前記反射表示と、前記透過表示とでは、それぞれの光の透過経路が異なる。このため、前記透明電極および前記第２の基板の間の液晶層の厚さと、前記反射電極および前期第２の基板の間の液晶層の厚さとが等しい構成であって、前記透明電極と前記反射電極とを個別に駆動制御する構成でない場合、反射表示の際の反射光は、透過表示の際の透過光と比較して、２倍のリタデーション変化を受けることになる。すなわち、反射表示を行う際の反射光は、透過表示を行う際の透過光と比較して、印加電圧に対し、輝度が変化しやすく、反射表示と透過表示とでは輝度特性が異なることになる。
【００６１】
従って、反射表示と透過表示とで輝度特性を合わせるために、反射電極が形成されている領域の液晶層の厚さを、透過電極が形成されている領域の液晶層の厚さと比較して半分にする必要がある。
【００６２】
一方、本発明においては、前記透過電極と前記反射電極のそれぞれに異なるスイッチング素子が接続されているので、前記反射電極と前記透過電極とにそれぞれ独立して、異なる電圧を印加することが可能となる。
【００６３】
このため、反射電極の液晶層の厚さと透明電極部分の液晶層の厚さとを異ならせる必要がない。さらに、前記構成のように、反射電極部分の液晶層の厚さと透過電極部分の液晶層の厚さとを等しい構成とすることで、反射表示部の液晶の応答速度と、透過表示部の液晶の応答速度を等しくすることができる。このため、反射表示を行う場合と、透過表示を行う場合とで前記映像情報等の表示速度を一定にすることができる。そして、反射電極部分の液晶層の厚さを、例えば樹脂膜などを形成することにより薄くする必要がないので、前記第１の基板または前記第２の基板の製造を簡略化することができる。
【００６４】
前記液晶表示装置においては、さらに、前記第２の基板における前記画素と対応する領域にカラーフィルタが形成されており、前記カラーフィルタの前記透明電極と対向する領域と、前記反射電極に対向する領域とで、色調が異なることが好ましい。
【００６５】
前記構成により、透過表示を行う場合と、反射表示を行う場合とで、異なるγ特性を有することになる。これにより、前記透明電極と、前記反射電極とに印加する電圧を調整することにより、液晶表示装置の使用環境に応じて、画素のコントラストを調整することができる。これにより、液晶表示装置の使用環境に関わらず、視認性の高い液晶表示装置を提供することができる。
【００６６】
前記液晶表示装置においては、さらに、前記画素に情報を表示させるための電圧を前記透明電極、または前記反射電極に印加する際、前記画素に情報を表示させるための電圧より大きい電圧、または小さい電圧を印加した後、前記画素に情報を表示させるための電圧を印加することが好ましい。
【００６７】
前記構成により、前記画素に情報を表示させるための電圧を前記透明電極、または前記反射電極に印加する前に、前記透明電極、または前記反射電極に印加する前記画素に情報を表示させるための電圧より大きい電圧、または小さい電圧を印加することにより前記液晶の応答速度を向上させるオーバーシュート駆動を行う。これにより、表示速度が速い動画映像の表示品質を向上させることができる。
【００６８】
また、ここで、前記液晶表示装置は、前記透明電極上の液晶層の厚さと、前記反射電極上の液晶層の厚さとは等しい構成である。そして、一般的に、液晶の応答速度は、液晶の粘度と液晶層の厚さの二乗に比例するので、前記透明電極上の液晶と、前記反射電極上の液晶とでは応答速度が等しくなる。
【００６９】
このため、前記透明電極に印加するオーバーシュート駆動波形と、前記反射電極に印加するオーバーシュート駆動波形とを一致させることができる。
【００７０】
このため、前記透明電極に印加する電圧と前記反射電極に印加する電圧の調整が容易となる。従って、透過表示と反射表示とのそれぞれで応答速度が速い液晶表示装置を容易に構成することができる。
【発明の効果】
【００７１】
以上のように本発明に係る表示装置は、表示の単位となる画素の駆動を制御するスイッチング素子を設けた第１の基板を備えた表示装置において、前記第１の基板には、前記画素を透過する光の輝度を制御する透明電極と、前記透明電極と併置され、前記画素に入射する光の反射を制御する反射電極と、前記透明電極および前記反射電極にデータ信号を伝送する信号線と、前記信号線と交差して配置され、前記スイッチング素子の駆動を制御する走査線と、前記画素の電位を安定化させるための補助容量を形成する補助容量配線とを備え、前記補助容量配線は、前記反射電極の下方に設けられ、前記スイッチング素子として、前記透明電極の駆動を制御する透明電極用スイッチング素子と、前記透明電極用スイッチング素子とは異なるスイッチング素子であって前記反射電極の駆動を制御する反射電極用スイッチング素子とが設けられ、前記透明電極用スイッチング素子、および前記反射電極用スイッチング素子は、前記信号線の下方、または前記反射電極の下方、または前記走査線の下方に設けられている構成である。
【００７２】
このため、開口率が高く、明所でも暗所でも視認性が高く高品位な表示を行い、かつ低消費電力な表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
（１．画素構成の説明）
本発明の一実施形態について図１〜図８に基づいて説明すると以下の通りである。なお、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
【００７４】
図１、および図２を用い、本実施の形態に係る液晶表示装置の画素の構成について説明する。
【００７５】
図１に示すのは、本実施の形態に係る液晶表示装置に係る画素１の平面図である。特に、図１では、液晶層を挟んで対向する一対の透明基板のうち、薄膜トランジスタが形成されている側の基板の表面を表している。また、図１では、一対の透過部と反射部とを有する一つの画素と、この画素に隣接して配される一つの隣接画素とを表している。
【００７６】
そして、図２は、図１に示すＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【００７７】
画素１は、液晶表示装置で映像や文字などの表示を行う際、それを構成する最小単位となる一つの画素を表している。
【００７８】
画素１には、光を反射するための反射部１２と、光を透過する透過部１３とが設けられている。反射部１２には、反射部１２に入射する光の反射を制御する反射電極２が形成されている。また、透過部１３には透過部１３を透過する光の輝度を制御する透明電極３が形成されている。この反射電極２と透明電極３とは間隔を開けて配置されている。
【００７９】
また、画素１には、画素１に映像や文字などの情報（映像情報等と称する）を示すデータ信号（映像信号と称する）を伝送するための信号線４と、信号線４と交差して配置され、スイッチング素子のオン・オフ（駆動）の制御を行うための走査線５Ａ・５Ｂと、信号線４に伝送される映像信号を透明電極３または反射電極２に印加するための薄膜シリコン６、７、８、補助容量を形成するための補助容量配線９が形成されている。補助容量は、画素１の駆動電位を安定化させるためのものであり、反射電極２用の補助容量と、透明電極３用の補助容量とが構成されている。
【００８０】
走査線５Ａは透明電極３用の走査線であり、複数の画素１の透過部１３を跨いで形成されている。また、走査線５Ｂは反射電極２用の走査線であり、複数の画素１の反射部１２を跨いで形成されている。そして、この走査線５Ａ・５Ｂと交差するように信号線４が、透過部１３と反射部１２との横に形成されている。この、走査線５Ａと信号線４とが交差する領域には薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）１０Ａが形成されており、走査線５Ｂと信号線４とが直交する領域には薄膜トランジスタ１０Ｂが形成されている。
【００８１】
薄膜トランジスタ１０Ａは、信号線４の下方に形成されている。またさらに、薄膜トランジスタ１０Ａは、透明電極３と隣接する領域に設けられている。薄膜トランジスタ１０Ｂは、信号線４の下方に形成されている。そしてさらに、薄膜トランジスタ１０Ｂは、反射電極２と、画素１と隣接する画素の透明電極との境界付近に設けられている。なお、本実施の形態においては、信号線４は、隣接する画素１の透明電極３及び反射電極２と重なりをもって形成されている。
【００８２】
薄膜シリコン（透明電極用薄膜シリコン）６は、薄膜トランジスタ１０Ａで信号線４と薄膜トランジスタ用コンタクト１１Ａで接続されている。そして、薄膜シリコン６は、補助容量配線９が形成されている補助容量を通って、透明電極３と透過電極用コンタクト１４Ａで接続されている。
【００８３】
また、薄膜シリコン（反射電極用薄膜シリコン）７は、薄膜トランジスタ１０Ｂが形成される領域で、信号線４と薄膜トランジスタ用コンタクト１１Ｂで接続されており、反射電極２と反射電極用コンタクト１４Ｂで接続されている。また、反射電極２の補助容量配線９が形成されている補助容量には、薄膜シリコン８が形成されており、反射電極用コンタクト１４Ｂで、反射電極２および薄膜シリコン７と接続されている。なお、走査線５Ａは、その積層構造において、薄膜トランジスタ１０Ａが形成される領域で、信号線４と、薄膜シリコン６との間に形成されており、走査線５Ｂは、薄膜トランジスタ１０Ｂが形成される領域で、信号線４と、薄膜シリコン７との間に形成されている。そして、画素１の薄膜トランジスタ１０Ａと１０Ｂとでは、ソース・ドレインの方向が逆向きに形成されている。
【００８４】
ここで、本実施の形態においては、薄膜トランジスタを構成する薄膜シリコンのうち、信号線と接続されている一方をソース電極とし、他方をドレイン電極と称する場合がある。
【００８５】
（２．画素の断面説明）
次に図２を用い、画素１の断面構造について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ’線矢視断面図である。
【００８６】
図２に示すように、画素１は、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂが形成される（図１参照）薄膜トランジスタ基板２０と、液晶層４０を挟んで薄膜トランジスタ基板２０と対向して配置される対向基板３０とを備える。
【００８７】
薄膜トランジスタ基板２０は、透明基板２１の上層にパッシベーション膜２２が形成されており、パッシベーション膜２２の上層に層間絶縁膜２３が形成されている。そして、層間絶縁膜２３の上層には、反射電極２と透明電極３とが間隔を開けて、併置されている。この反射電極２が形成されている領域が反射部１２であり、透明電極３が形成されている領域が透過部１３である。
【００８８】
そして、層間絶縁膜２３の中層には、反射電極用走査線５Ｂと補助容量配線９と、透過電極用走査線５Ａとが間隔を開けて、横並び（膜面に対して水平方向）に併置されている。すなわち、反射電極用走査線５Ｂと補助容量配線９と透過電極用走査線５Ａとは同一層に形成されている。そして、反射電極用走査線５Ｂと透過電極用走査線５Ａとは補助容量配線９を挟んで形成されている。
【００８９】
また、反射電極用走査線５Ｂおよび補助容量配線９は、反射電極２の下方に形成されている。そして、透過電極用走査線５Ａは、透明電極３の下方に形成されている。さらに、補助容量配線９の下方に薄膜シリコン８と薄膜シリコン６とが横並びに間隔を開けて併置されている。また、薄膜シリコン８と薄膜シリコン６とはパッシベーション膜２２と接して形成されている。
【００９０】
そして、薄膜シリコン８と反射電極２とは、反射電極用コンタクト１４Ｂを介して接続されている。すなわち、薄膜シリコン８上層にシリコン層反射電極間配線２４が形成され、この上層にシリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）２５が形成されている。そして、このシリコン層メタル層間コンタクト２５と反射電極２とが接続される領域が反射電極用コンタクト１４Ｂである。
【００９１】
また、同様に薄膜シリコン６と透明電極３とは透過電極用コンタクト１４Ａを介して接続されている。薄膜シリコン６上層にシリコン層透過電極間配線２６が形成され、この上層にシリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）２７が形成されている。そして、このシリコン層メタル層間コンタクト２７と透明電極３とが接続されている領域が透過電極用コンタクト１４Ａである。なお、シリコン層メタル層間コンタクト２５・２７は、信号線４（図２には不図示）と同じ層に形成される。
【００９２】
対向基板３０には、透明基板３１の下層（薄膜トランジスタ基板２０が配される側）にカラーフィルタ３２が形成されており、さらにその下層には透明電極３３が形成されている。そして、薄膜トランジスタ基板２０と、対向基板３０との間には液晶層４０が形成されている。また、薄膜トランジスタ基板２０の透明基板２１の下方には、図示しないバックライトが形成されている。
【００９３】
（３．薄膜トランジスタの説明）
次に図３を用い、薄膜トランジスタ１０Ａの断面図について説明する。なお、薄膜トランジスタ１０Ｂも同様であるので、説明を省略する。
【００９４】
図３は、図１におけるＢ−Ｂ’線矢視断面図である。
【００９５】
薄膜トランジスタ１０Ａは、信号線４の下方に形成されており、コンタクト１１Ａと、薄膜シリコン６の一部領域と、走査線５Ａとを備えている。そして、薄膜トランジスタ１０Ａのドレイン端子と補助容量に形成される薄膜シリコンとは薄膜シリコン６として繋がっている。
【００９６】
上述したように、透明基板２１の上層にはパッシベーション膜２２が形成されており、その上層には薄膜シリコン６が形成されている。そして、薄膜シリコン６の上層には層間絶縁膜２３が形成されており、この層間絶縁膜２３の上層に信号線４が形成されている。なお、上述したように、信号線４は、図３に示すシリコン層メタル層間コンタクト２５・２７と同じ層に形成されている。そして、層間絶縁膜２３の中層には走査線５Ａが形成されている。そして、信号線４と薄膜シリコン６とはコンタクト１１Ａにより接続されている。
【００９７】
これにより、走査線５Ａがゲートとして機能し、走査線５Ａの電圧を上昇（オン）させると、信号線４に伝送されている映像信号がコンタクト１１Ａを伝って、薄膜シリコン６に伝送される。これにより薄膜シリコン６はチャネルとして機能することになる。すなわち、薄膜トランジスタ１０Ａのドレインとして薄膜シリコン６に伝送される映像信号は、補助容量を伝って、透過電極用コンタクト１４Ａから透明電極３に印加される。
【００９８】
また、本実施の形態においては薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂが信号線４の下方に形成されている構成としたが、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂは、反射電極２の下方または走査線５Ａ・５Ｂの下方に形成されていてもよい。これらの構成については後述する。
【００９９】
（４．動作説明）
上述したように、画素１には、透明電極３を駆動するための薄膜トランジスタ１０Ａと、反射電極２を駆動するための薄膜トランジスタ１０Ｂとが形成されている。そして、透明電極３と反射電極２とは直接接続されていないので、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂのそれぞれにより、独立して駆動を制御することができる。このため、明るい場所などで反射表示を行う場合、透明電極３は駆動させず、反射電極２だけを駆動させることができる。また、逆に、暗い場所などで、透過表示を行う場合、反射電極２を駆動させず、透明電極３だけを駆動させることができる。このため、駆動させたい電極のみを駆動させることができるため、余分な電圧を電極に印加する必要がない。これにより、低消費電力の液晶表示装置を提供することができる。
【０１００】
また、薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂは信号線４の下方に形成されている。このため、バックライト（不図示）からの光が薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂに遮光されて、透過率が低下することがない。すなわち、開口率の低下を抑制して、透明電極３、反射電極２を独立して駆動の制御が可能な薄膜トランジスタ１０Ａ・１０Ｂを形成することができる。
【０１０１】
なお、図１において、透過部１３に走査線５Ａが形成されているが、透過部に薄膜トランジスタが配置される場合と比較して、バックライトから発光される光を遮光する面積は格段に小さくて済む。すなわち、本実施の形態において、透過部１３に走査線５Ａが形成されていたとしても、従来技術（３）で説明した（図１５参照）反射電極部２０５、透明電極部２０４とのそれぞれに薄膜トランジスタ２０３Ａ・２０３Ｂを配置する場合と比較して、開口率を向上させることができる。
【０１０２】
このように、画素１の構成によると、補助容量が設けられた構成である画素１で、開口率が高く、明所でも暗所でも視認性が高く高品位な表示を行い、かつ低消費電力な液晶表示装置を実現することができる。
【０１０３】
さらに、画素１は、図２に示すように、透過部１３液晶層４０の厚さと、反射部１２の液晶層４０の厚さとが等しい。すなわち、画素１は、透明電極３から対向基板３０までの距離と反射電極２から対向基板３０までの距離とが等しい。
【０１０４】
このため、図４に示すように、透過部１３と反射部１２とでは光の伝送経路が異なることになる。図４は、画素１における透過部１３と反射部１２とでの光の伝送経路の違いを説明する説明図である。
【０１０５】
透過表示を行う場合、透過部１３において、薄膜トランジスタ基板２０の下方に形成されたバックライトからの光が、透明電極３、液晶層４０、カラーフィルタ３２を透過して対向基板３０の上方に出射される。このため、対向基板３０から出射される光が液晶層４０およびカラーフィルタ３２を透過する回数は１回である。
【０１０６】
一方、反射表示を行う場合は、反射部１２において、対向基板３０側から光が入射し、カラーフィルタ３２、液晶層４０を透過し、反射電極２により反射される。そして、再度、液晶層４０およびカラーフィルタ３２を透過し、対向基板３０の上方に出射される。このように、液晶層４０およびカラーフィルタ３２を２回通過することになる。
【０１０７】
さらに、例えば、画素１をＶＡ（Vertical alignment）ＬＣモードでの透過型ＬＣＤ（ＴＬＣＤ）に適用した場合に、反射部１２の光の伝送経路は、透過部１３の光の伝送経路に比べ２倍の経路長であるため、反射部１２から出射される反射光は、透過部１３から出射される透過光と比較して、２倍のリタデーション変化を受ける。すなわち、反射部１２の輝度の変化の割合は、透過部１３の輝度の変化の割合の２倍の速さとなる（特許文献３参照）。
【０１０８】
これについて図５を用い説明する。図５は、画素１の透過表示を行う場合と反射表示を行う場合のそれぞれの輝度の特性を表すグラフである。
【０１０９】
図５に示すグラフの横軸は、画素１に印加される電圧を表す。また、縦軸は、透過部１３および反射部１２のそれぞれの最大輝度で規格化した輝度を表す。
【０１１０】
図５に示すように、透過部１３と反射部１２とでは規格化した輝度のピークの位置が異なっており、透過部１３における規格化した輝度のピークの位置は、反射部１２における規格化した輝度のピークの位置より電圧が高くなる。すなわち、反射部１２から出射される光の輝度の変化の割合と、透過部１３の光の輝度の変化の割合とが一様ではない。
【０１１１】
ここで、上述したように、本実施の形態に係る液晶表示装置の画素１の構成によると、透明電極３の駆動を制御する薄膜トランジスタ１０Ａおよび反射電極２の駆動を制御する薄膜トランジスタ１０Ｂが形成されているため、透明電極３および反射電極２のそれぞれに独立して電圧を印加することができる。
【０１１２】
そして、本実施の形態においては、信号線４に入力される映像信号のうち、透過電極３に伝送される透明電極用映像信号（第１のデータ信号）に関して、本実施の形態に係る液晶表示装置に入力される映像信号に対する前記透明電極用映像信号の電圧変化と、信号線４に入力される映像信号のうち、反射電極２に伝送される反射電極用映像信号（第２のデータ信号）の電圧変化とが異なることにより、γカーブを異ならせている。
【０１１３】
このように、本実施の形態に係る液晶表示装置に入力される映像信号を変調するなどして、信号線４に入力される映像信号に対する透明電極用映像信号の電圧変化と、信号線４に入力させる映像信号に対する反射電極用映像信号の電圧変化とを異ならせ、透過電極３と反射電極２とに印加される電圧を適切なものに変更する。これにより、透過部１３と反射部１２とでの光学特性の差が、信号線４に入力される映像信号に対して現れにくくすることができる。
【０１１４】
すなわち、透明電極用映像信号と反射電極用映像信号とのγカーブ（γ特性）を変化させることにより、暗部明部ともに最適な映像が表示されるので、表示装置が使用される周囲の環境に応じて、コントラストを調整することが可能となる。
【０１１５】
上述した本実施の形態に係る液晶表示装置に入力される映像信号の変調は、本実施の形態においては、液晶層４０に印加する電圧を制御するための回路部（不図示）によりなされる。すなわち、信号線４に入力される映像信号は、上記回路部により変調がなされた信号である。
【０１１６】
これにより、例えば、透過表示を行っている場合にも、反射部１２のコントラストを上げるなどして、視認性を向上させることができる。
【０１１７】
すなわち、透過表示を行っている場合に、透明電極３に電圧を印加すると共に、反射電極２にも補助的に電圧を印加することにより、画素１から出射される光の色調を調整することができる。このため、透過表示を行っている場合であっても、画素１を含む液晶表示装置の使用環境に応じて反射電極２に印加する電圧を調整し、視認性を向上させることができる。また、反射表示を行う場合は、反射電極２に電圧を印加すると共に、透明電極３にも補助的に電圧を印加すればよい。
【０１１８】
このように、画素１は、透過部１３と反射部１２とで異なるγカーブを有することが可能であるので、明所、暗所に適した、すなわち画素１を含む液晶表示装置の使用環境に適した視認性を得られることができる。
【０１１９】
また、カラーフィルタ３２における透過部１３と反射部１２とに対応する領域に、異なる色調のカラーフィルタを形成することによっても、透過部１３と反射部１２とで異なるγ特性を実現することができる。
【０１２０】
すなわち、例えば、赤色、青色、緑色からなるカラーフィルタ３２を用いる場合、透過部１３用の赤色、青色、緑色カラーフィルタと、反射部１２用の赤色、青色、緑色カラーフィルタの合計６色からなるカラーフィルタ３２を用いる。
【０１２１】
また、明所において、反射部１２から出射される光の最大輝度を大きくするために、反射部１２に形成されるカラーフィルタ３２は、透過部１３に形成されるカラーフィルタ３２と比較して、透過率が高いものを用いる。そして、反射部１２に形成されるカラーフィルタ３２は、反射部１２から出射される光の視認性を向上させるために、γ特性を反射部１２用に設定を行う。
【０１２２】
さらに、上述したように、画素１は、透明電極３から対向基板３０までの距離と反射電極２から対向基板３０までの距離とが等しい（図２参照）。
【０１２３】
このため、透過部１３と、反射部１２とで、対向基板３０の上方に出射される光の液晶層４０を透過する回数が異なり、反射部１２から出射される光の輝度の変化の割合と、透過部１３の光の輝度の変化の割合とが一様ではないとしても、本実施の形態に係る液晶表示装置に入力される映像信号を変調して、透過電極３と反射電極２に適切な電圧を印加すれば透過部１３の液晶層４０と、反射部１２の液晶層４０とで膜厚を調整することなく、光学特性を等しくすることができる。すなわち、透過部１３と反射部１２とで液晶層４０の液晶の光学特性を等しくするために、反射部１２に透明樹脂を形成するなど、液晶層４０の厚さを調整する必要がない。
【０１２４】
従って、対向基板３０の製造を簡略しつつ、透過表示の場合と反射表示の場合とで映像情報等の表示速度を一定にすることができる。
【０１２５】
さらに、画素１に映像信号を伝送するための所望の電圧を前記透明電極、または前記反射電極に印加する前に、前記所望の電圧より大きい電圧または小さい電圧を印加した後、前記所望の電圧を印加するオーバーシュート駆動を行う際、透過部１３と反射部１２との液晶層４０の厚さが同じであるので、液晶層４０の応答速度が等しく、透明電極３に印加するオーバーシュート駆動波形と、反射電極２に印加するオーバーシュート駆動波形とを一致させることができる。このため、透明電極３と反射電極２とのそれぞれに印加するオーバーシュート駆動波形の調整が簡単となる。これにより、液晶層４０の速い応答速度が要求される動画について高品質で、かつ簡単に再現することができる液晶表示装置を提供することができる。
【０１２６】
（５．変形例１）
次に、図６、図７を用い、図１で示した画素１の第１の変形例について説明する。
【０１２７】
図６は、本実施の形態に係る画素５０の構成を表す平面図である。
【０１２８】
また、図７は、図６のＣ−Ｃ’線矢視断面図である。
【０１２９】
画素５０と画素１とでは、透明電極３用の走査線５Ａの形成位置が異なる。
【０１３０】
図７に示すように、画素５０の走査線５Ａは、補助容量（補助容量配線９が形成されている領域）と透過電極用コンタクト１４Ａとの間に形成されている。さらに、走査線５Ａは、間隔を開けて配置されている透明電極３と反射電極２と隙間部分および反射電極２の下方に、複数の画素５０を跨いで形成されている。
【０１３１】
図７に示すように、薄膜シリコン５７は、パッシベーション膜２２の上層に形成され、薄膜シリコン６と併置されている。そして、薄膜シリコン５７は、補助容量配線９の下方から、画素５０と隣接する画素の透明電極５２の下方にかけて形成されている。また、透明電極５２の下方に形成されている薄膜シリコン５７にはシリコン層反射電極間配線（第２のコンタクト）５８が形成されており、この上層にシリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）５９が形成されている。
【０１３２】
そして、シリコン層メタル層間コンタクト５９は透明電極５２の下方から補助容量配線９の上方にかけて形成されている。さらに、補助容量配線９の上方であって、反射電極用コンタクト（第１のコンタクト）１４Ｂでシリコン層メタル層間コンタクト５９と反射電極２とが接続されている。
【０１３３】
すなわち、シリコン層透過電極間配線２６とシリコン層反射電極間配線５８とは、走査線５Ａと、補助容量配線９と、走査線５Ｂとを挟んで形成されている。そして、走査線５Ａは、透明電極３と反射電極２との間の隙間および反射電極２の下方に形成されており、補助容量配線９は反射電極２の下方に形成されており、走査線５Ｂは、反射電極２および反射電極２と透明電極５２との間の隙間の下方に形成されている。そして、走査線５Ｂは、平面視した領域内で反射電極用コンタクト１４Ｂと、シリコン層反射電極間配線５８との間に形成されている。
【０１３４】
このような構成とすることにより、走査線５Ａを透明電極３の下方に形成しなくてもよい。これにより、バックライトからの光が透過部１３において走査線５Ａにより遮光されることがない。従って、画素１と比較して、透過部１３の開口率を向上させることができる。
【０１３５】
また、反射電極２と、薄膜シリコン５７とは、走査線５Ｂおよび補助容量配線９を跨いで接続されることになる。このため、反射電極２と、薄膜シリコン５７とを接続するためのシリコン層反射電極間配線５８を走査線５Ｂと、補助容量配線９との間に形成する必要がない。このため、走査線５Ｂと、補助容量配線９との間の隙間を小さくすることが可能であり、反射電極２下に走査線５Ｂを形成しながら、高開口率を実現する事が可能となる。
【０１３６】
（６．変形例２）
次に、図８を用い、図１で示した画素１の第３の変形例について説明する。
【０１３７】
図８は、本実施の形態に係る画素７０の構成を表す平面図である。
【０１３８】
画素７０と画素１とでは、薄膜トランジスタの形成位置が異なる。すなわち、画素７０では、反射電極２用の薄膜トランジスタ１０Ｅは、反射電極２の下方に形成されている。
【０１３９】
図８示すように、反射電極２を平面視した領域内において、走査線５Ｂは、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、反射電極２と薄膜シリコン７Ｂとの中層に形成され、第２のゲート電極として機能する第２ゲート電極５Ｄを有する。第２ゲート電極５Ｄは、走査線５Ｂの一部領域であり、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、薄膜シリコン７Ｂと直交するように形成されている。
【０１４０】
また、薄膜シリコン７Ｂは、信号線４と薄膜トランジスタ用コンタクト１１Ｂで接続されており、反射電極用コンタクト１４Ｂで、反射電極２と接続されている。そして、薄膜シリコン７Ｂは走査線５Ｂとは交差せず、反射電極２の下方で、第２ゲート電極５Ｄとのみ交差する。このように、反射電極の下方で、薄膜シリコン７Ｂと第２ゲート電極５Ｄとが交差している領域が薄膜トランジスタ１０Ｅであり、第２ゲート電極５Ｄが薄膜トランジスタ１０Ｅのゲート電極として機能する。
【０１４１】
上記構成により、薄膜トランジスタ１０Ｅを反射電極の下方に形成する構成を実現することができる。
【０１４２】
なお、透明電極３用の薄膜シリコン１０Ａは、画素１（図１参照）と同様に、信号線４の下方に形成されているので、開口率の低下を抑制することができる。
【０１４３】
さらに、薄膜トランジスタ１０Ｅのみを動作させる場合の低消費電力モードにおいて、薄膜シリコン７Ｂの長さを短くすることにより、信号線４と、反射電極２および薄膜シリコン８との信号の伝送距離が短くなる。このため、信号線４と、反射電極２および薄膜シリコン８との間の抵抗値を小さくすることができる。これにより、信号線４から反射電極２に伝送される映像信号の負荷を低減し、さらなる低消費電力化を実現する事が可能である。
【０１４４】
（７．変形例３）
次に、図９を用い、図６で示した画素５０の変形例である第３の変形例について説明する。
【０１４５】
図９は、本実施の形態に係る画素８０の構成を表す平面図である。画素８０は、透明電極３用の薄膜トランジスタ１０Ｆおよび反射電極２用の薄膜トランジスタ１０Ｇは反射電極２の下方に形成されており、さらに走査線５Ａ・５Ｂの下方に形成されている点で画素５０と異なる。
【０１４６】
図９に示すように、補助容量配線９が形成されている補助容量に、補助容量配線９の下方に薄膜シリコン（透明電極用薄膜シリコン）８Ａと薄膜シリコン８Ｂとが形成されている。そして、薄膜シリコン８Ａは、薄膜シリコン８１を介して、透明電極３と透過電極用コンタクト１４Ａで接続されている。また、薄膜シリコン６Ｃは、コンタクト１１Ａを介して信号線４と接続されている。そして、薄膜シリコン６Ｃは、走査線５Ａの下方で走査線５Ａおよび補助容量線９と平行に形成されており、薄膜シリコン８１と接続されている。このように、薄膜シリコン６Ｃが走査線５Ａの下方に形成されている領域が、透明電極３用の薄膜トランジスタ１０Ｆである。上記の構成により、反射電極２の下方であって、さらに走査線５Ａの下方に薄膜トランジスタ１０Ｆを形成することができる。
【０１４７】
また、薄膜シリコン８Ｂは、走査線５Ｂの下方で走査線５Ｂと交差して形成される薄膜シリコン８２を含む。そして、薄膜シリコン８２と、走査線５Ｂの上方で走査線５Ｂと交差して形成されるシリコン層メタル層間コンタクト５９とはシリコン層反射電極間配線５８を介して接続されている。また、シリコン層メタル層間コンタクト５９と、反射電極２とは反射電極用コンタクト１４Ｂを介して接続されている。すなわち、走査線５Ｂは、層間絶縁膜２３（図７参照）を介して薄膜シリコン８２と、シリコン層メタル層間コンタクト５９とに狭持されている。
【０１４８】
また、薄膜シリコン７Ｃは、コンタクト１１Ｂを介して信号線４と接続されている。そして、薄膜シリコン７Ｃは、走査線５Ｂの下方で走査線５Ｂおよび補助容量線９と平行に形成されており、薄膜シリコン８２と接続されている。このように、薄膜シリコン７Ｃが走査線５Ｂの下方に形成されている領域が、反射電極２用の薄膜トランジスタ１０Ｇである。上記のように構成することにより、反射電極２の下方であって、さらに走査線５Ｂの下方に薄膜トランジスタ１０Ｇを形成することができる。
【０１４９】
さらに、画素８０は、画素５０（図６参照）と比べ、信号線４から透明電極３に伝送される透明電極用映像信号の伝送経路、および信号線４から反射電極２に伝送される透明電極用映像信号の伝送経路が短い。すなわち、透明電極用映像信号および透明電極用映像信号を伝送するための実効的な抵抗値を低く抑えることができるため、低消費電力化を行うことができる。
【０１５０】
（８．変形例４）
次に、図１０、および図１１を用い、図１で示した画素１の第４の変形例について説明する。
【０１５１】
図１０は、本実施の形態に係る画素９０の構成を表す平面図である。画素９０は、画素１と、透明電極３用の薄膜トランジスタ１０Ｈおよび反射電極２用の薄膜トランジスタ１０Ｉを反射電極２の下方に形成した点で異なる。
【０１５２】
図１１は、図１０のＤ−Ｄ’線矢視断面図である。
【０１５３】
図１０、図１１に示すように走査線５Ａは、信号線４と交差し、透明電極３の下方に形成される。また、走査線５Ａは、第２ゲート電極５Ｃと、第２のゲート電極５Ｃと平行に配置され、第３のゲート電極として機能する第３ゲート電極５Ｅとを有する。また、薄膜シリコン６Ｄは、反射電極２の下方で、第２のゲート電極５Ｃおよび第３ゲート電極５Ｅと交差している。このように、反射電極２の下方で、薄膜シリコン６Ｄと、第２のゲート電極５Ｃおよび第３ゲート電極５Ｅとが交差している領域が薄膜トランジスタ１０Ｈである。
【０１５４】
また、薄膜シリコン８Ａは、反射電極２の下方に設けられたシリコン層透明電極間配線（第４のコンタクト）１４Ｃを介して、シリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）９１と接続されている。シリコン層メタル層間コンタクト９１は、透明電極３の下方で層間絶縁膜２３を介して走査線５Ａと交差し、透過電極用コンタクト（第３のコンタクト）１４Ａを介して透明電極３と接続されている。このように薄膜シリコン８Ａは、透明電極３と接続されている。
【０１５５】
また、走査線５Ｂは、信号線４と交差し、透明電極５２の下方に形成される。また、走査線５Ｂは、第２ゲート電極５Ｄと、第２のゲート電極５Ｄと平行に配置され、第３のゲート電極として機能する第３ゲート電極５Ｆとを有する。また、薄膜シリコン７Ｄは、コンタクト１１Ｂを介して信号線４と接続される。さらに、薄膜シリコン７Ｄは、薄膜シリコン８Ｂと接続されており、シリコン層反射電極間配線２４、シリコン層メタル層間コンタクト２５、および反射電極用コンタクト１４Ｂを介して反射電極２と接続されている。そして、薄膜シリコン７Ｄは、反射電極２の下方で、第２ゲート電極５Ｄおよび第３ゲート電極５Ｆと交差している。このように、反射電極２の下方で、第２ゲート電極５Ｄおよび第３ゲート電極５Ｆとが交差している領域が薄膜トランジスタ１０Ｉである。上記の構成により、反射電極２の下方に、薄膜トランジスタ１０Ｈおよび薄膜トランジスタ１０Ｉを形成することができる。
【０１５６】
そして、薄膜トランジスタ１０Ｈは第２ゲート電極５Ｃおよび第３ゲート電極５Ｅを有し、薄膜トランジスタ１０Ｉは、第２ゲート電極５Ｄおよび第３ゲート電極５Ｆを有しているので、映像信号保持期間に薄膜トランジスタ１０Ｈ・１０Ｉの電流量を小さくすることができ、映像信号保持の精度を上げることが可能となる。
【０１５７】
さらに、薄膜シリコン８Ａを走査線５Ａの下方に設ける必要がない。このため、シリコン層メタル層間コンタクト９１を走査線５Ａと、透明電極３との間の層に形成し、透明電極３と、薄膜シリコン８Ａとを接続することが可能となる。これにより、走査線の下方に透明電極用の薄膜シリコンを形成して、信号線と透明電極とを接続する場合と比較して、走査線５Ａの負荷と、透明電極用コンタクト１４Ａ、シリコン層メタル層間コンタクト９１、およびシリコン層透明電極間配線１４Ｃの負荷とを低減することができる。
【０１５８】
（９．参考例）
次に、図１２を用い、図１で示した画素１の第５の変形例について説明する。
【０１５９】
図１２は、参考例に係る画素６０の構成を表す平面図である。
【０１６０】
画素６０と画素１とでは、薄膜トランジスタの形成位置が異なる。すなわち、画素６０では、透明電極３用の薄膜トランジスタ１０Ｃは、信号線４および透明電極３の下方に形成され、反射電極２用の薄膜トランジスタ１０Ｄは、信号線４および反射電極２の下方に形成されている。
【０１６１】
図１２に示すように、走査線５Ａは、透明電極４を平面視した領域内において、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、透明電極４と薄膜シリコン６との中層に形成され、第２のゲート電極として機能する第２ゲート電極５Ｃを有する。第２ゲート電極部５Ｃは、走査線５Ａの一部領域であり、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、薄膜シリコン６と直交するように形成されている。
【０１６２】
また、反射電極２を平面視した領域内において、走査線５Ｂは、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、反射電極２と薄膜シリコン７との中層に形成され、第２のゲート電極として機能する第２ゲート電極５Ｄを有する。第２ゲート電極５Ｄは、走査線５Ｂの一部領域であり、層間絶縁膜２３（図２参照）を介して、薄膜シリコン７と直交するように形成されている。
【０１６３】
すなわち、透明電極３に映像信号を印加するための薄膜トランジスタ１０Ｃは、信号線４および透明電極４の下方に形成されている。また、反射電極２に映像信号を印加するための薄膜トランジスタ１０Ｄは、信号線４および反射電極２の下方に形成されている。
【０１６４】
そして、補助容量配線９が形成されている補助容量には、透明電極３用の薄膜シリコン８Ａと、反射電極２用の薄膜シリコン８Ｂとが形成されている。そして、薄膜シリコン８Ａは、透明電極３と透過電極用コンタクト１４Ａで接続されている。また、薄膜シリコン８Ｂは、反射電極２と反射電極用コンタクト１４Ｂで接続されている。
【０１６５】
これにより、薄膜トランジスタ１０Ｃは、信号線４の下方であって、走査線５Ａの薄膜シリコン６と直交する領域がゲート電極として機能すると共に、透明電極４の下方であって、第２ゲート電極５Ｃの薄膜シリコン６と直交する領域もゲート電極として機能する。
【０１６６】
さらに、薄膜トランジスタ１０Ｄは、信号線４の下方であって、走査線５Ｂの薄膜シリコン７と直交する領域がゲート電極として機能すると共に、反射電極２の下方であって、第２ゲート電極５Ｄの薄膜シリコン７と直交する領域もゲート電極として機能する。
【０１６７】
これによると、映像信号保持期間に薄膜トランジスタ１０Ｃ・１０Ｄの電流量を小さくすることが可能となり、映像信号保持の精度を高めることが可能となる。
【０１６８】
また、薄膜トランジスタ１０Ｃは、信号線４および透明電極４の下方に形成されており、例えば、図１６に示した画素２００のように、透明電極用の薄膜トランジスタを透明電極が形成される領域のみに形成する場合と比較して、透過部１３の開口率の低下を抑制することが可能となる。
【０１６９】
なお、薄膜トランジスタ１０Ｃは、上述したように、信号線４の下方のみに形成される薄膜トランジスタ１０Ａであってもよい。
【０１７０】
また、本発明は上述した実施の形態および変形例に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、前記実施の形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施の形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
【産業上の利用可能性】
【０１７１】
透過表示と反射表示とで個別にスイッチング素子を設け、さらにスイッチング素子を信号線、または反射電極、または走査線の下方に設けるので開口率の低下を抑制して視認性の高い画素を形成できるので、液晶表示装置に適用できる他、広く表示装置全般に好適に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０１７２】
【図１】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の構成を表す平面図である。
【図２】図１に示すＡ−Ａ‘線矢視断面図を表す。
【図３】図１に示すＢ−Ｂ’線矢視断面図を表す。
【図４】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の透過部と反射部とでの光路の違いを説明する説明図である。
【図５】前記画素の透過部および反射部の輝度特性を表すグラフである。
【図６】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の第１の変形例の構成を表す平面図である。
【図７】図６のＣ−Ｃ‘線矢視断面図である。
【図８】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の第２の変形例の構成を表す平面図である。
【図９】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の第３の変形例の構成を表す平面図である。
【図１０】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の第４の変形例の構成を表す平面図である。
【図１１】図１０のＤ−Ｄ’線矢視断面図である。
【図１２】本発明の実施の一形態を示すものであり、本発明の液晶表示装置に係る画素の参考例の構成を表す平面図である。
【図１３】従来技術を表すものであり、液晶表示装置の画素の構成を表す平面図である。
【図１４】図１３に示すＥ−Ｅ’線矢視断面図である。
【図１５】図１３に示す画素の透過表示と反射表示の輝度に違いを説明するグラフである。
【図１６】従来技術を表すものであり、液晶表示装置の画素の構成を表す平面図である。
【符号の説明】
【０１７３】
１，５０，６０，７０，８０，９０  画素
２  反射電極
３  透明電極
４  信号線
５Ａ・５Ｂ  走査線
５Ｃ・５Ｄ  第２ゲート電極
６  薄膜シリコン（透明電極用薄膜シリコン）
７  薄膜シリコン
８  薄膜シリコン（反射電極用薄膜シリコン）
８Ａ  薄膜シリコン（透明電極用薄膜シリコン）
８Ｂ  薄膜シリコン（反射電極用薄膜シリコン）
９，９Ａ，９Ｂ  補助容量配線
１０，１０Ａ，１０Ｂ,１０Ｃ,１０Ｄ  薄膜トランジスタ
１０Ｅ，１０Ｆ，１０Ｇ,１０Ｈ,１０Ｉ  薄膜トランジスタ
１１Ａ，１１Ｂ  コンタクト
１２  反射部
１３  透過部
１４Ａ  透過電極用コンタクト（透過電極用コンタクト，第３のコンタクト）
１４Ｂ  反射電極用コンタクト（第１のコンタクト）
１４Ｃ  シリコン層透明電極間配線（第４のコンタクト）
２０  薄膜トランジスタ基板
２１  透明基板
２２  パッシベーション膜
２３  層間絶縁膜
２４  シリコン層反射電極間配線
２５，２７  シリコン層メタル層間コンタクト
２６  シリコン層透過電極間配線
５７  薄膜シリコン（反射電極用薄膜シリコン）
５８  シリコン層反射電極間配線（第２のコンタクト）
５９  シリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）
９１  シリコン層メタル層間コンタクト（仲介層）
【図１】
2010015083.tif 000003
【図２】
2010015083.tif 000004
【図３】
2010015083.tif 000005
【図４】
2010015083.tif 000006
【図５】
2010015083.tif 000007
【図６】
2010015083.tif 000008
【図７】
2010015083.tif 000009
【図８】
2010015083.tif 000010
【図９】
2010015083.tif 000011
【図１０】
2010015083.tif 000012
【図１１】
2010015083.tif 000013
【図１２】
2010015083.tif 000014
【図１３】
2010015083.tif 000015
【図１４】
2010015083.tif 000016
【図１５】
2010015083.tif 000017
【図１６】
2010015083.tif 000018