(57)【要約】      （修正有）【課題】液晶の透過率特性等を最適化し、所望の明るさの表示画像を得る。【解決手段】カラーフィルタ基板には複数の走査線が、素子基板には複数のデータ線、画素電極及びＴＦＤ素子等が形成され両基板間に液晶が封入されている。この液晶表示装置では、特に画素電極とそれに接続されたデータ線との距離Ｄ１を、当該画素電極とそれに接続されていない方の隣接するデータ線との距離Ｄ５より大きくして寄生容量Ｃｐを小さくする。これにより、保持期間中にデータ線側から画素電極に容量比分割で与えられる電圧Ｖｌｃを小さくすることができ、液晶の透過率特性等を最適化した所望の明るさの表示画像を得ることができる。【選択図】    図６
2006003809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
データ線、二端子素子及び画素電極を有する第１基板と、走査線を有する第２基板との間に液晶が封入されてなる液晶装置であって、
前記二端子素子の素子容量をＣＴＦＤ、前記画素電極と対向する前記走査線とに挟持された前記液晶の液晶容量をＣｌｃ、前記画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線と当該画素電極との間に生じる寄生容量をＣｐ、前記データ線の振幅電圧をＶｄ、前記二端子素子の素子容量ＣＴＦＤと前記寄生容量Ｃｐとの和をＣ’ＴＦＤ、前記液晶の電圧−透過率特性における透過率５０％に対応する電圧をＶ（Ｔ50）としたときに、
前記寄生容量Ｃｐは、前記画素電極と当該画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線との距離の大きさに反比例し、
前記液晶に印加される電圧Ｖｌｃは、
Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）
を満足するように設定されることを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１基板は透光性を有する透明基板を備え、
前記データ線、前記二端子素子及び前記画素電極は各々前記透明基板上に形成されており、
前記画素電極と当該画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線との距離は、当該画素電極と当該画素電極に接続されていない方の隣接する前記データ線との距離より大きくなっていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項３】
前記第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し前記透明基板上に形成される絶縁膜とを備え、
前記データ線及び前記二端子素子は、前記絶縁膜に覆われた状態で前記透明基板上に形成されていると共に、前記画素電極は、前記絶縁膜上に且つ前記データ線と重なる位置に形成された状態で前記コンタクトホールを介して前記二端子素子に接続されており、
前記寄生容量Ｃｐは、前記絶縁膜の厚さに基づき規定されることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項４】
前記第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し前記透明基板上に形成される絶縁膜とを備え、
前記データ線及び前記二端子素子は、前記絶縁膜に覆われた状態で前記透明基板上に形成されていると共に、前記画素電極は、前記絶縁膜上に且つ各々の前記データ線の間に形成された状態で前記コンタクトホールを介して前記二端子素子に接続されており、
前記寄生容量Ｃｐは、前記絶縁膜の厚さに基づき規定されることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一項に記載の液晶装置を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種情報の表示に用いて好適な液晶装置および電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、携帯電話機、携帯情報端末機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistant）等といった電子機器に液晶装置が広く用いられている。例えば、電子機器に関する各種の情報を表示するための表示部に液晶装置が用いられている。また、液晶装置には、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）素子等といった３端子型スイチング素子を用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶装置や、ＴＦＤ素子等といった２端子型スイッチング素子を用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶装置や、スイッチング素子を用いないパッシブ・マトリクス方式の液晶装置等、種々の方式がある。
【０００３】
ＴＦＤ素子を用いたアクティブ・マトリクス方式の液晶装置では、例えば、ドット状電極と帯状電極とを対向させると共にそれらの電極間に液晶層を介在させる。また、ドット状電極にＴＦＤ素子を接続する（例えば、特許文献１を参照）。この液晶装置では、ドット状電極及び帯状電極の一方に走査信号を伝送し、他方にデータ信号を伝送することにより、複数の表示用ドット領域を個別に点灯させる。また、走査信号のパルス幅とデータ信号のパルス幅との関係を調節することにより、白表示（透過）、黒表示（非透過）、中間色表示を選択する。しかし、ＴＦＤ素子を用いた従来の液晶装置においては、得られた表示の明るさが不十分になることがあった。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−３２８６２７号公報（第３〜４頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、液晶容量及びＶＴ特性を夫々適切に設定することにより液晶の透過率特性等を最適化し、所望の明るさの表示画像を得ることが可能な液晶装置及びそれを用いた電子機器を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は、この上記の問題点を解消するために、種々の考察及び実験を行った。その結果、得られる表示の明るさが液晶装置における液晶容量Ｃｌｃ及びＣ’ＴＦＤに大きく左右されることを知見した。ここに、Ｃ’ＴＦＤは、２端子型スイッチング素子の素子容量ＣＴＦＤと、画素電極に２端子型スイッチング素子を介して接続されたデータ線Ｖｄと当該画素電極との間に生じる寄生容量Ｃｐとの和である。さらには、それらの容量特性とＶＴ特性（電圧−透過率特性）との関連が表示の明るさに大きく影響することを知見した。これに基づき、本発明は、液晶容量Ｃｌｃ、Ｃ’ＴＦＤ及びＶＴ特性を夫々適切に設定することにより液晶の透過率特性等を最適化し、所望の明るさの表示画像を得ることを可能とする。
【０００７】
本発明の１つの観点では、データ線、二端子素子及び画素電極を有する第１基板と、走査線を有する第２基板との間に液晶が封入されてなる液晶装置は、前記二端子素子の素子容量をＣＴＦＤ、前記画素電極と対向する前記走査線とに挟持された前記液晶の液晶容量をＣｌｃ、前記画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線と当該画素電極との間に生じる寄生容量をＣｐ、前記データ線の振幅電圧をＶｄ、前記二端子素子の素子容量ＣＴＦＤと前記寄生容量Ｃｐとの和をＣ’ＴＦＤ、前記液晶の電圧−透過率特性における透過率５０％に対応する電圧をＶ（Ｔ50）としたときに、前記寄生容量Ｃｐは、前記画素電極と当該画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線との距離の大きさに反比例し、前記液晶に印加される電圧Ｖｌｃは、Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）を満足するように設定される。
【０００８】
上記の液晶装置によれば、第１基板にはデータ線、薄膜ダイオードなどの二端子素子、及び画素電極が形成される一方、第２基板には走査線が形成される。この液晶装置において、所望の画像を表示するためには、ライン選択期間に、データ線から二端子素子を介して画素電極に所望の電圧が印加される。ところが、画素電極と、それに二端子素子を介して接続されたデータ線との間には寄生容量Ｃｐが存在するため、画素電極と対向する走査線とに挟持された液晶にはデータ線から寄生容量Ｃｐに対応する電圧が印加されてしまい、その結果、その液晶の電圧が所望の電位から変化してしまう。特に、この液晶装置がノーマリーホワイトの表示モードを有する液晶装置である場合には、保持期間Ｔｈ中に、寄生容量Ｃｐの影響でデータ線から容量比分割により画素電極に与えられる電圧が大きくなり、液晶の透過率の低下をもたらす。
【０００９】
そこで、この液晶装置では、二端子素子の素子容量をＣＴＦＤ、画素電極と対向する走査線とに挟持された液晶の液晶容量をＣｌｃ、画素電極に二端子素子を介して接続されたデータ線と当該画素電極との間に生じる寄生容量をＣｐ、データ線の振幅電圧をＶｄ、二端子素子の素子容量ＣＴＦＤと寄生容量Ｃｐとの和をＣ’ＴＦＤ、液晶の電圧−透過率特性における透過率５０％に対応する電圧をＶ（Ｔ50）としたときに、寄生容量Ｃｐは、画素電極と当該画素電極に二端子素子を介して接続されたデータ線との距離の大きさに反比例し、液晶に印加される電圧Ｖｌｃは、Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）を満足するように設定される。
【００１０】
これにより、保持期間中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えることができる。よって、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。特に、選択期間中にデータ線を通じて画素電極に低電圧（白に対応する電圧）を印加した場合には、保持期間に液晶に高電圧が印加されるのを抑制できるため、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの白表示画像を得ることができる。
【００１１】
上記の液晶装置の一態様では、前記第１基板は透光性を有する透明基板を備え、前記データ線、前記二端子素子及び前記画素電極は各々前記透明基板上に形成されており、前記画素電極と当該画素電極に前記二端子素子を介して接続された前記データ線との距離は、当該画素電極と当該画素電極に接続されていない側の隣接する前記データ線との距離より大きくなっている。
【００１２】
この態様によれば、第１基板は透光性を有する透明基板を備えている。そして、この液晶装置では、データ線、二端子素子、及び画素電極が各々透明基板上に形成される。また、画素電極と当該画素電極に二端子素子を介して接続されたデータ線との距離は、当該画素電極と当該画素電極に接続されていない方の隣接するデータ線との距離より大きくなっている。このため、寄生容量Ｃｐが小さくなる。その結果、上記の式  Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）において、Ｃ’ＴＦＤを小さくすることができるので、液晶に印加される電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。よって、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。
【００１３】
上記の液晶装置の他の態様では、前記第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し前記透明基板上に形成される絶縁膜とを備え、前記データ線及び前記二端子素子は、前記絶縁膜に覆われた状態で前記透明基板上に形成されていると共に、前記画素電極は、前記絶縁膜上に且つ前記データ線と重なる位置に形成された状態で前記コンタクトホールを介して前記二端子素子に接続されており、前記寄生容量Ｃｐは、前記絶縁膜の厚さに基づき規定される。
【００１４】
この態様によれば、第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し透明基板上に形成される絶縁膜を備えている。そして、この液晶装置では、データ線及び二端子素子は絶縁膜に覆われた状態で透明基板上に形成されている一方、画素電極は、絶縁膜上に且つデータ線と重なる位置に形成された状態でコンタクトホールを介して二端子素子に接続されている。こうして、この液晶装置は、いわゆるオーバーレイヤー構造をなしている。また、寄生容量Ｃｐは、絶縁膜の厚さに基づき規定される。好適な例では、透明基板上に形成する絶縁膜の厚さを厚くして、画素電極とそれに接続されたデータ線との距離をできる限り離すことにより、寄生容量Ｃｐを小さくすることができる。その結果、上記の式  Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）において、Ｃ’ＴＦＤを小さくすることができるので、液晶に印加される電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。よって、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。
【００１５】
上記の液晶装置の他の態様では、前記第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し前記透明基板上に形成される絶縁膜とを備え、前記データ線及び前記二端子素子は、前記絶縁膜に覆われた状態で前記透明基板上に形成されていると共に、前記画素電極は、前記絶縁膜上に且つ各々の前記データ線の間に形成された状態で前記コンタクトホールを介して前記二端子素子に接続されており、前記寄生容量Ｃｐは、前記絶縁膜の厚さに基づき規定される。
【００１６】
この態様によれば、第１基板は、透光性を有する透明基板と、コンタクトホールを有し透明基板上に形成される絶縁膜を備えている。そして、この液晶装置では、データ線及び二端子素子は、絶縁膜に覆われた状態で透明基板上に形成されていると共に、画素電極は、絶縁膜上に且つ各々のデータ線の間に形成された状態でコンタクトホールを介して二端子素子に接続されている。こうして、この液晶装置は、いわゆるオーバーレイヤー構造をなしている。また、寄生容量Ｃｐは、絶縁膜の厚さに基づき規定される。好適な例では、透明基板上に形成する絶縁膜の厚さを厚くして、画素電極とそれに接続されたデータ線との距離をできる限り離すことにより、寄生容量Ｃｐを小さくすることができる。特に、この液晶装置では、画素電極の両側の位置にデータ線が形成される。このため、この液晶装置と、画素電極とそれに接続されたデータ線とが絶縁膜を介して重なり合う構造を有する液晶装置とを比較すると、前者は後者より絶縁膜の厚さを薄くした上で、寄生容量Ｃｐを後者と同じ程度小さくすることができる。その結果、上記の式  Ｖｌｃ＝{Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）}×Ｖｄ  ＜  Ｖ（Ｔ50）において、Ｃ’ＴＦＤを小さくすることができるので、液晶に印加される電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。よって、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。
【００１７】
また、上記の液晶表示装置を備える電子機器を構成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。尚、以下の各実施形態は、本発明を液晶表示装置に適用したものである。本発明の各実施形態は、液晶容量Ｃｌｃ、Ｃ’ＴＦＤ及びＶＴ特性を夫々適切に設定することにより、液晶の透過率特性等を最適化し所望の明るさの表示画像を得る。
【００１９】
[第１実施形態]
（液晶表示装置１００の構成）
まず、本発明の第１実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。図１は、第１実施形態に係る液晶表示装置１００の概略構成を模式的に示す平面図である。図１では、主として、液晶表示装置１００の電極及び配線の構成を平面図として示している。ここに、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、ＴＦＤ素子を用いたアクティブ・マトリクス駆動方式であって、半透過反射型の液晶表示装置である。また、第１実施形態に係る液晶表示装置１００は、ノーマリーホワイトの表示モードを有する液晶表示装置でもある。図２は、図１の液晶表示装置１００における切断線Ａ−Ａ’に沿った概略断面図を示す。
【００２０】
まず、図２を参照して、切断線Ａ−Ａ’に沿った液晶表示装置１００の断面構成について説明し、その後、液晶表示装置１００の電極及び配線の構成について説明する。
【００２１】
図２において、液晶表示装置１００は、素子基板９２と、その素子基板９２に対向して配置されるカラーフィルタ基板９１とが枠状のシール部材３を介して貼り合わされ、内部に液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。この枠状のシール部材３には、複数の金粒子などの導通部材７が混入されている。素子基板９２はガラスなどの透明基板１（以下、「上側基板」とも呼ぶ。）を備え、カラーフィルタ基板９１は同じくガラスなどの透明基板２（以下、「下側基板」とも呼ぶ。）を備える。
【００２２】
下側基板２の内面上には、表面上に細かい凹凸が形成された散乱層９が形成されている。散乱層９の内面上は、サブ画素ＳＧ毎に、所定の厚みを有する反射層５が形成されている。各反射層５には、矩形状の開口部２０（以下、「透明領域」とも呼ぶ。）が複数形成されている。各反射層５は、アルミニウム、アルミニウム合金、銀合金等の薄膜により形成することができる。開口部２０は、カラーフィルタ基板９１の内面上に縦横にマトリクス状に配列されたサブ画素ＳＧ毎に、当該サブ画素ＳＧの全面積を基準として所定割合の面積を有するように形成されている。
【００２３】
反射層５上であって且つ各サブ画素ＳＧの間には、隣接するサブ画素ＳＧ間を隔て、一方のサブ画素から他方のサブ画素への光の混入を防止するため、黒色遮光層ＢＭが形成されている。この黒色遮光層ＢＭは、黒色の樹脂材料、例えば黒色の顔料を樹脂中に分散させたもの等を用いることが可能である。なお、これに代えて、Ｒ、Ｇ、Ｂの着色層が相互に重ね合わされて形成された重ね遮光層（図示略）を用いてもよい。
【００２４】
また、反射層５上及び開口部２０上には、サブ画素ＳＧ毎にＲ、Ｇ、Ｂの三色のいずれかからなる着色層６Ｒ、６Ｇ、及び６Ｂが形成されている。着色層６Ｒ、６Ｇ及び６Ｂによりカラーフィルタが構成される。画素Ｇは、Ｒ、Ｇ、Ｂのサブ画素ＳＧから構成されるカラー１画素分の領域を示している。なお、以下の説明において、色を問わずに着色層を指す場合は単に「着色層６」と記し、色を区別して着色層を指す場合は「着色層６Ｒ」などと記す。また、図２に示すように、開口部２０上に形成された着色層６の厚さは、反射層５上に形成された着色層６の厚さよりも厚く形成されている。これにより、着色層６は、反射型表示モードと透過型表示モードとにおいて夫々所望の色相及び明るさを呈するように設計されている。
【００２５】
着色層６及び黒色遮光層ＢＭの上には、透明樹脂等からなる保護層１８が形成されている。この保護層１８は、カラーフィルタ基板９１及び液晶表示装置１００の製造工程中に使用される薬剤等による腐食や汚染から、着色層６を保護する機能を有する。保護層１８の表面上には、ストライプ状のＩＴＯ（Indium-Tin Oxide）などの透明電極（走査電極）８（以下、「下側基板２の走査線」とも呼ぶ）が形成されている。この透明電極８の一端はシール部材３内に延在しており、そのシール部材３内の導通部材７と電気的に接続されている。
【００２６】
一方、上側基板１の内面上には、サブ画素毎に、ＴＦＤ素子２１及び画素電極１０が形成されている。ＴＦＤ素子２１及び画素電極１０の内面上には、透明樹脂等からなる保護層１７が形成されている。上側基板１及び保護層１７の内面上の左右周縁部には、走査線３１が形成されている。走査線３１の一端部はシール部材３内まで延在しており、その走査線３１は、シール部材３内の導通部材７と電気的に接続されている。
【００２７】
下側基板２の透明電極８の内面上、及び上側基板１の保護層１７の内面上には、それぞれ図示しない配向膜が形成されている。それらの配向膜の間には、液晶層４の厚さを均一に保持するために粒子状のスペーサ（図示略）がランダムに配置されている。スペーサの材料としては、シリカや樹脂などを主成分とするものが好ましい。
【００２８】
下側基板２の外面上には、位相差板（１／４波長板）１１及び偏光板１２が配置されており、上側基板１の外面上には、位相差板（１／４波長板）１３及び偏光板１４が配置されている。また、偏光板１２の下側には、バックライト１５が配置されている。バックライト１５は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）等といった点状光源や、冷陰極蛍光管等といった線状光源などが好適である。
【００２９】
下側基板２の透明電極８、即ち下側基板２の走査線と、上側基板１の走査線３１とは、シール部材３内に混入された導通部材７を介して上下導通している。
【００３０】
さて、本実施形態の液晶表示装置１００において反射型表示がなされる場合、液晶表示装置１００に入射した外光は、図１に示す経路Ｒに沿って進行する。つまり、液晶表示装置１００に入射した外光は、反射層５によって反射され観察者に至る。この場合、その外光は、着色層６が形成されている領域を通過して、その着色層６の下側にある反射層５により反射され、再度着色層６を通過することによって所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００３１】
一方、透過型表示がなされる場合、バックライト１５から出射した照明光は、図１に示す経路Ｔに沿って進行し、透明領域、即ち、開口部２０上の着色層６を通過して観察者に至る。この場合、その照明光は、着色層６を透過することにより所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００３２】
次に、図１、図３及び図４を参照して、本発明の素子基板９２及びカラーフィルタ基板９１の電極及び配線の構成について説明する。図３は、素子基板９２を背面方向（即ち、図２における下方）から観察したときの素子基板９２の電極及び配線などの構成を平面図として示す。図４は、カラーフィルタ基板９１を正面方向（即ち、図２における上方）から観察したときのカラーフィルタ基板９１の電極の構成を平面図として示す。なお、図３において電極や配線は観察方向の背面側に形成されるものであるが、説明の便宜上、実線で表すこととしている。また、図３及び図４において、電極や配線以外のその他の要素は説明の便宜上図示を省略している。
【００３３】
図１において、素子基板９２の画素電極１０と、カラーフィルタ基板９１の透明電極８との交差する領域が表示の最小単位であるサブ画素ＳＧを構成する。そして、このサブ画素ＳＧが紙面縦方向及び紙面横方向に複数個、マトリクス状に並べられた領域が表示領域Ｖ（２点鎖線により囲まれる領域）である。この表示領域Ｖに、文字、数字、図形等の画像が表示される。また、図１において、液晶表示装置１００の外形と、表示領域Ｖとによって区画された領域は、画像表示に寄与しない額縁領域３８である。
【００３４】
先ず、図３を参照して、素子基板９２の電極及び配線の構成などについて説明する。素子基板９２は、ＴＦＤ素子２１、画素電極１０、複数の走査線３１、複数のデータ線３２、ＹドライバＩＣ３３、ＸドライバＩＣ３４、及び複数の外部接続用端子３５を備えている。
【００３５】
素子基板９２の張り出し領域３６上には、ＹドライバＩＣ３３及びＸドライバＩＣ３４が例えばＡＣＦ（Anisotropic Conductive Film：異方性導電膜）を介して、それぞれ実装されている。なお、図３において、素子基板９２の張り出し領域３６側の辺９２ａから反対側の辺９２ｃへ向かう方向をＸ方向とし、辺９２ｄから辺９２ｂへ向かう方向をＹ方向とする。
【００３６】
張り出し領域３６上には、複数の外部接続用端子３５が形成されている。ＹドライバＩＣ３３及びＸドライバＩＣ３４の各入力端子（図示略）は、導電性を有するバンプを介して、その複数の外部用接続端子３５にそれぞれ接続されている。外部接続用端子３５は、ＡＣＦや半田などを介して、図示しない配線基板、例えばフレキシブルプリント基板に接続されている。これにより、例えば携帯電話や情報端末などの電子機器から液晶表示装置１００へ信号や電力が供給される。
【００３７】
ＸドライバＩＣ３４の出力端子（図示略）は、導電性を有するバンプを介して、複数のデータ線３２に接続されている。一方、各ＹドライバＩＣ３３の出力端子（図示略）は、導電性を有するバンプを介して、複数の走査線３１に接続されている。これにより、各ＹドライバＩＣ３３は複数の走査線３１に走査信号を、ＸドライバＩＣ３４は複数のデータ線３２にデータ信号をそれぞれ出力する。
【００３８】
複数のデータ線３２は、紙面縦方向に延在する直線状の配線であり、張り出し領域３６から表示領域ＶにかけてＸ方向に形成されている。各データ線３２は一定の間隔を隔てて形成されている。また、各データ線３２は、適宜の間隔をおいて複数のＴＦＤ素子２１に接続されており、各ＴＦＤ素子２１は対応する各画素電極１０に接続されている。
【００３９】
複数の走査線３１は、本線部分３１ａと、その本線部分３１ａに対して略直角に折れ曲がる折れ曲がり部分３１ｂとにより構成されている。各本線部分３１ａは、額縁領域３８内を張り出し領域３６からＸ方向に形成されている。また、各本線部分３１ａは、各データ線３２に対して略平行で、且つ、一定の間隔を隔てて形成されている。各折れ曲がり部分３１ｂは、額縁領域３８内において、左右に位置するシール部材３内までＹ方向に延在している。そして、その折れ曲がり部分３１ｂの終端部は、シール部材３内で導通部材７に接続されている。
【００４０】
次に、カラーフィルタ基板９１の電極の構成について説明する。カラーフィルタ基板９１は、Ｙ方向にストライプ状の透明電極（走査電極）８が形成されている。各透明電極８の左端部或いは右端部は、図１及び図４に示すように、シール部材３内まで延在しており、且つ、シール部材３内の導通部材７に接続されている。
【００４１】
以上に述べた、カラーフィルタ基板９１と素子基板９２とをシール部材３を介して貼り合わせた状態が図１に示されている。図示のように、カラーフィルタ基板９１の各透明電極８は、素子基板９２の各データ線３２に対して直交しており、且つ、横列をなす複数の画素電極１０と平面的に重なり合っている。このように、透明電極８と画素電極１０とが重なり合う領域がサブ画素ＳＧを構成する。
【００４２】
また、カラーフィルタ基板９１の透明電極８（即ち、カラーフィルタ基板９１側の走査線）と、素子基板９２の走査線３１とは、図示のように左辺側と右辺側との間で交互に重なり合っており、その透明電極８と走査線３１とは、シール部材３内の導通部材７を介して上下導通している。つまり、透明電極８たるカラーフィルタ基板９１の各走査線と、素子基板９２の各走査線３１との導通は、図示のように左辺側と右辺側との間で交互に実現されている。これにより、カラーフィルタ基板９１の透明電極８は、素子基板９２の走査線３１を介して、紙面左右に夫々位置する各ＹドライバＩＣ３３に電気的に接続されている。
【００４３】
次に、図５を参照して、液晶表示装置１００における階調表示の方法について説明する。図５（ａ）は、ＹドライバＩＣ３３から走査線３１を介して走査電極８に印加される走査電位ＶAの駆動波形を示す。図５（ｂ）は、ＸドライバＩＣ３４からデータ線３２に印加される信号電位ＶBの駆動波形を示す。図５（ｃ）は、走査電極８及びデータ線３２の電極間電圧ＶABの駆動波形を示す。
【００４４】
ＹドライバＩＣ３３は、走査線３１を介して走査電極８に対して走査電位ＶAを印加する。一方、ＸドライバＩＣ３４は、データ線３２に対して信号電位ＶBを印加する。電位ＶA及びＶBについて説明する。まず、走査電極８には、図５（ａ）に示すような走査電位ＶAが印加される。ライン選択期間Ｔ毎に、各走査線３１を介して各走査電極８は順次選択され、ある共通電位ＶGNDに対して±Ｖselなる電位差、即ち電圧を持ついずれかの電位が印加される。なお、この電圧Ｖselを選択電圧と呼ぶ。そして、ライン選択期間Ｔ後には、共通電位ＶGNDに対して±Ｖhldなる電圧を持ついずれかの電位が印加される。保持期間Ｔｈにおいて、選択時の電位がＶGND＋ＶselのときにはＶGND＋Ｖhldの電位が印加され、選択時の電位がＶGND−ＶselのときにはＶGND−Ｖhldの電位が印加される。なお、この電圧Ｖhldを保持電圧と呼ぶ。また、全ての走査電極８が一巡して選択され終わる期間をフィールド期間といい、次のフィールド期間では、先のフィールド期間とは逆特性の選択電圧を用いて順次、走査電極を選択していく。
【００４５】
一方、データ線３２に対しては、図５（ｂ）に示すように、共通電位ＶGNDに対して±Ｖsigなる電圧を持ついずれかの電位が印加される。ここで、ある選択期間に選択された走査電極８に印加する電位がＶGND＋Ｖselの場合に、ＶGND−Ｖsigをオン電位Ｖon、ＶGND＋Ｖsigをオフ電位Ｖoffとして用いる。また、ある選択期間に選択された走査電極８に印加する電位がＶGND−Ｖselの場合に、ＶGND＋Ｖsigをオン電位Ｖon、ＶGND−Ｖsigをオフ電位Ｖoffとして用いる。
【００４６】
即ち、信号電位ＶBの各ライン選択期間Ｔ内の波形は、当該データ線３２に係る列における各画素の階調に応じて設定されるが、まず、信号電位ＶBは、各ライン選択期間Ｔ毎にオン区間とオフ区間に分割され、オン区間においてはオン電位Ｖonに、オフ区間においてはオフ電位Ｖoffに設定される。即ち、信号電位ＶBは、階調値に応じてパルス幅変調される。そして、画素に与えるべき階調が高くなるほど（ノーマリーホワイトモードでは暗くなるほど）、オン区間の占める割合が大きく設定される。
【００４７】
次に、走査電極８及びデータ線３２の電極間電圧ＶABを図５（ｃ）の実線で示す。この電極間電位ＶABが液晶層４に対して印加される。図示のように、電極間電圧ＶABの絶対値は、当該画素の選択期間において高くなることがわかる。また、液晶層４に印加される液晶層電圧ＶLCは、図５（ｃ）のハッチングで示すようになる。液層層電圧ＶLCが変化する際には、液晶層４が形成する容量を充放電しなければならないため、液晶層電圧ＶLCは電極間電圧ＶABに対して過渡応答的に変化する。なお、図５（ｃ）において電圧ＶNLは電極間電圧ＶABと液層層電圧ＶLCとの差、即ちＴＦＤ素子２１の端子電圧である。以上のように、液晶表示装置１００では、液晶層４に印加する駆動電圧をパルス幅変調することにより階調表示が行われる。
【００４８】
（液晶の透過率特性等の最適化方法）
次に、図６乃至図８を参照して、液晶表示装置１００における液晶の透過率特性等の最適化方法について述べる。図６は、液晶表示装置１００における１画素（ＲＧＢ３つのサブ画素）分を拡大した部分拡大平面図を示す。図７（ａ）は、一般的な透過型液晶パネルの局部を拡大した層断面図を一例として示す。図７（ｂ）は、その液晶パネルの電圧−透過率特性のグラフの一例を示す。
【００４９】
画素電極１０は、一対のデータ線３２の間に形成される。特に、液晶表示装置１００では、画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されるデータ線３２の距離Ｄ１は、当該画素電極１０とそれに接続されていない方の隣接するデータ線３２との距離Ｄ５より大きくなるように形成されるが、この点については後述する。また、各データ線３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、ＴＦＤ素子２１を介して画素電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃに接続されている。画素電極１０と、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との間には寄生容量Ｃｐが存在する。
【００５０】
液晶表示装置１００において、所望する画像を表示するためには、ライン選択期間Ｔに、各画素電極１０ａ〜１０ｃに所望の電圧が印加される。図６の例では、画素電極１０ｂに対しては、データ線３２ｂからＴＦＤ素子２１を介して所望の電圧Ｖｃが印加される。
【００５１】
ところが、画素電極１０ｂと、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２ｂとの間には寄生容量Ｃｐが存在するため、画素電極１０ｂと対向する走査電極８とに挟持された液晶にはデータ線３２ｂから寄生容量Ｃｐに対応する電圧が印加されてしまい、その結果、その液晶の電位Ｖｃが所望の電位から変化してしまう。
【００５２】
具体的には、保持期間Ｔｈ中にデータ線３２ｂから当該画素電極１０ｂと対向する走査電極８とに挟持された液晶に与えられる電圧、即ち寄生容量Ｃｐに起因する電圧Ｖlｃは、
Ｖlｃ＝｛Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）｝×Ｖｄ      （式１）
で表すことができる。ここで、Ｃ’ＴＦＤは、１つのＴＦＤ素子の素子容量ＣＴＦＤと寄生容量Ｃｐとの和であり、Ｃｌｃは１つの画素電極の液晶容量であり、Ｖｄはデータ線に与えられるデータ振幅電圧である。
【００５３】
上記したように液晶表示装置１００はノーマリーホワイトの表示モードを有する液晶パネルである。よって、上記の式１において電圧Ｖlｃが大きくなる程、保持期間Ｔｈ中に、データ線３２ｂから容量比分割により画素電極１０ｂに与えられる電圧が大きくなり、液晶の透過率の低下をもたらす。特に、ライン選択期間Ｔにデータ線３２ｂに低電圧（白に対応する電圧）を印加した状態で、保持期間Ｔｈ中に画素電極１０ｂに高い電圧Ｖlｃが印加されると液晶の実効電圧が上昇するため、液晶の透過率の低下をもたらす。これにより、所望の明るさの表示画像を得ることが困難となる。よって、所望の明るさの表示画像を得るためには、寄生容量Ｃｐに起因して、画素電極１０に接続されたデータ線３２から当該画素電極１０と対向する走査電極８に挟持された液晶に印加される電圧Ｖｌｃをある程度の大きさに抑制する必要がある。
【００５４】
そこで、第１実施形態では、その電圧Ｖｌｃをある一定の大きさに規定する。具体的には、その電圧Ｖｌｃの上限値を、図７（ｂ）のような電圧−透過率特性における印加電圧値との関連において決めることが望ましい。ここで、図７（ａ）及び（ｂ）を参照して、一般的な透過型液晶パネルの電圧−透過率特性について説明する。
【００５５】
液晶層５０３の電圧−透過率特性（いわゆる、ＶＴ特性）は、例えば、図７（ｂ）のグラフのように表される。図７（ｂ）に示すグラフは、図７（ａ）に示すように、透明電極５０１及び５０２によって挟まれた液晶層５０３に光Ｔ１を透過させると共に、電極間に印加する電圧Ｖを変化させた場合、液晶層５０３の透過率がどのように変化するかをノーマリーホワイトの表示モードの場合を例に挙げて示すものである。同グラフより、液晶層５０３に印加される電圧Ｖの大きさが大きくなる程、液晶の透過率が低下することがわかる。また、同グラフにおいて、Ｖ（T10）は透過率が１０％のときの電圧を示し、Ｖ（T50）は透過率が５０％のときの電圧を示している。
【００５６】
特に、第１実施形態の液晶表示装置１００では、次式に示すように、電圧Ｖｌｃの上限値をＶ（T50）よりも小さくなるように設定する。
【００５７】
即ち、電圧Ｖｌｃが、
Ｖｌｃ＝｛Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）｝×Ｖｄ  ＜  Ｖ（T50）（式２）となるように設定する。
【００５８】
ここで、上記の式２を満足させるために電圧Ｖｌｃを小さくする方法としては、液晶容量Ｃｌｃを大きくする、及び／又はＣ’ＴＦＤを小さくする、という方法が考えられる。
【００５９】
ここで、一般的な静電容量の式は、
Ｃ＝ε0×ε×（Ｓ／ｄ）        （式３）
で表される。なお、「Ｃ」は容量、「ε0」は＝真空の誘電率、「ε」は比誘電率、「Ｓ」は面積、「ｄ」は間隔である。
【００６０】
上記の式３を考慮すると、液晶容量Ｃｌｃを大きくする方法としては、（１）上側基板１と下側基板２の間隔、即ちセルギャップ「ｄ」を小さくする、（２）液晶層４の誘電率「ε」を上げる、（３）画素電極１０の面積「Ｓ」を大きくする、という方法が考えられる。但し、画素電極１０の面積「Ｓ」は設計上の理由によりある程度決定されてしまうので、本発明では、上記（３）を適用するよりはむしろ上記（１）及び（２）を適用するのが好ましい。また、Ｃ’ＴＦＤを小さくする方法としては、ＴＦＤ素子２１の素子容量ＣＴＦＤを小さくする、及び／又は寄生容量Ｃｐを小さくする、という方法が考えられる。
【００６１】
前者のＴＦＤ素子２１の素子容量ＣＴＦＤを小さくする方法としては、（１）ＴＦＤ素子２１の絶縁膜の面積「Ｓ」を小さくする、（２）ＴＦＤ素子２１の絶縁膜の膜厚「ｄ」を厚くする、（３）ＴＦＤ素子２１の絶縁膜の誘電率「ε」を下げる、という方法が考えられる。但し、ＴＦＤ素子２１の外形寸法等はプロセス上の理由等によりある程度決定されてしまうので、ＴＦＤ素子２１の素子容量ＣＴＦＤを小さくするにはある程度限界がある。一方、後者の寄生容量Ｃｐを小さくする方法としては、画素電極１０と、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との距離を離すという方法が考えられる。
【００６２】
そこで、液晶表示装置１００では、上記の式２を満足させるために、セルギャップ「ｄ」を小さくし且つ液晶層４の誘電率「ε」を上げることにより液晶容量Ｃｌｃを大きくすると共に、特に以下の方法にて寄生容量Ｃｐを小さくする。この寄生容量Ｃｐを小さくする具体的な方法としては、図６に示すように、設計上の仕様を満足することのできる範囲内で、画素電極１０と、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との距離Ｄ１をできるだけ離す。即ち、図６に示すように、設計上の仕様を満足することのできる範囲内で、画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との距離Ｄ１が、当該画素電極１０とそれに接続されていない方の隣接するデータ線３２との距離Ｄ５より大きくなるように、画素電極１０やデータ線３２等を上側基板１の内面上に形成する。これにより、上記の式３を参照して理解されるように、画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との間隔「ｄ」が大きくなり、寄生容量Ｃｐが小さくなる。よって、上記の式２において電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。
【００６３】
これにより、液晶表示装置１００では、保持期間Ｔｈ中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えることができる。よって、液晶表示装置１００では、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。特に、選択期間Ｔｈ中にデータ線３２を通じて画素電極１０に低電圧（白に対応する電圧）を印加した場合には、保持期間Ｔｈに液晶に高電圧が印加されるのを抑制できるため、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの白表示画像を得ることができる。
【００６４】
なお、上記の説明では、電圧Ｖｌｃをある一定の大きさに規定する基準として液晶層４の電圧−透過率特性を用いる場合を挙げたが、ここでいう電圧−透過率特性は電圧−反射率特性（いわゆる、ＶＲ特性）をも含むものと考えられる。電圧−反射率特性は、例えば、図８に示すように、透明電極５０１及び５０２によって挟まれた液晶層５０３に反射膜５０４で反射する光Ｒ１を供給すると共に、電極間に印加する電圧Ｖを変化させた場合、反射光の反射率がどのように変化するかを示すものである。例えば、反射率５０％に対応する電圧をＶ（R50）とすれば、電圧Ｖｌｃが、
Ｖｌｃ＝｛Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）｝×Ｖｄ  ＜  Ｖ（R50）（式４）
となるように設定できる。なお、Ｖ（R50）とＶ（T50）は必ずしも同じ値になるとは限らない。これにより、液晶表示装置１００では、上記同様に液晶の反射率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像を得ることができる。
[第２実施形態]
上記の第１実施形態では、いわゆるオーバーレイヤー構造を有しない液晶表示装置１００に対して、本発明に係る液晶の透過率特性等の最適化方法を適用することとした。これに対し、第２実施形態では、オーバーレイヤー構造を有する液晶表示装置であって、尚且つ画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２とがオーバーレイヤーを介して重なり合う構造を有する液晶表示装置に対して本発明に係る液晶の透過率特性等の最適化方法を適用する。
【００６５】
以下、図９乃至１１を参照して、第２実施形態に係る液晶表示装置２００の構成及び液晶の透過率特性等の最適化方法について説明する。なお、第１実施形態の液晶表示装置１００と第２実施形態の液晶表示装置２００とを比較すると、前者と後者とは素子基板の構成のみが異なっている。よって、以下では、素子基板９３の構成と、液晶表示装置２００における液晶の透過率特性等の最適化方法について説明する。なお、以下の説明において、第１実施形態の液晶表示装置１００と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を簡略化或いは省略する。
【００６６】
（液晶表示装置２００の構成）
まず、本発明の第２実施形態に係る液晶表示装置の構成について説明する。図９は、図２の液晶表示装置１００の断面図に対応する、液晶表示装置２００の断面図を示す。ここに、本発明の液晶表示装置２００は、オーバーレイヤー構造を有する液晶表示装置である。また、本発明の液晶表示装置２００は、第１実施形態と同様にＴＦＤ素子を用いたアクティブ・マトリクス駆動方式であって、半透過反射型の液晶表示装置である。また、本発明の液晶表示装置２００は、第１実施形態と同様にノーマリーホワイトの表示モードを有する液晶表示装置でもある。
【００６７】
図９において、液晶表示装置２００は、素子基板９３と、その素子基板９３に対向して配置されるカラーフィルタ基板９１とが枠状のシール部材３を介して貼り合わされ、内部にＴＮ型の液晶が封入されて液晶層４が形成されてなる。
【００６８】
上側基板１の内面上には、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２が形成されている。上側基板１の内面上において、ＴＦＤ素子２１はサブ画素毎に形成されていると共に、縦方向に配列された複数のＴＦＤ素子２１は各データ線３２に共通接続されている。上側基板１の内面上には、透明樹脂等からなり、絶縁性を有する絶縁膜、即ちオーバーレイヤー２５が形成されている。ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２は、そのオーバーレイヤー２５に覆われている。また、オーバーレイヤー２５は、サブ画素毎に開口、即ちコンタクトホール２５ａを有している。各画素電極１０は、各コンタクトホール２５ａを通じて、対応する各ＴＦＤ素子２１及び各データ線３２に接続されている。オーバーレイヤー２５及び画素電極１０の各内面上には、透明樹脂等からなる保護層１７が形成されている。上側基板１の内面上の左右周縁部には、走査線３１が形成されている。走査線３１の一端部はシール部材３内まで延在しており、その走査線３１は、シール部材３内の導通部材７と電気的に接続されている。上側基板１の保護層１７の内面上には、図示しない配向膜が形成されている。一方、上側基板１の外面上には、位相差板（１／４波長板）１３及び偏光板１４が配置されている。
【００６９】
さて、第２実施形態の液晶表示装置２００において反射型表示がなされる場合、液晶表示装置２００に入射した外光は、図９に示す経路Ｒに沿って進行する。つまり、液晶表示装置２００に入射した外光は、反射層５によって反射され観察者に至る。この場合、その外光は、着色層６が形成されている領域を通過して、その着色層６の下側にある反射層５により反射され、再度着色層６を通過することによって所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００７０】
一方、透過型表示がなされる場合、バックライト１５から出射した照明光は、図９に示す経路Ｔに沿って進行し、透過領域、即ち、開口部２０上の着色層６を通過して観察者に至る。この場合、その照明光は、着色層６を透過することにより所定の色相及び明るさを呈する。こうして、所望のカラー表示画像が観察者により視認される。
【００７１】
（オーバーレイヤー構造）
まず、図１０及び図１１を参照して、本発明の液晶表示装置２００に係るオーバーレイヤー構造について詳述する。図１０は、素子基板９３における複数の画素電極１０等のレイアウトを示す平面図である。図１１（ａ）は、図１０の切断線Ｂ−Ｂ’に沿った断面図を示す。図１１（ｂ）は、図１１（ａ）における領域Ｅ１の部分、即ち画素電極１０と、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２との接続部分の近傍を拡大した断面図を示す。なお、図１０は、背面側から観察側を見た場合の構成を示しているので、図１０では手前側が、図１１（ａ）では上側が、それぞれ背面側となる。
【００７２】
本発明の液晶表示装置２００における素子基板９３の構造、即ちオーバーレイヤー構造について説明する。なお、液晶表示装置２００では、本来、画素電極１０及びオーバーレイヤー２５を覆うように保護層１７が形成されるが（図９を参照）、図１０及び図１１では、便宜上、それを省略している。
【００７３】
上側基板１の外面上には、位相差板１３及び偏光板１４が配置されている。一方、上側基板１の内面上には、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２が形成されている。
【００７４】
図１１（ｂ）に示すように、ＴＦＤ素子２１は、第１のＴＦＤ素子２１ａ及び第２のＴＦＤ素子２１ｂから構成される。第１のＴＦＤ素子２１ａ及び第２のＴＦＤ素子２１ｂは、タンタルタングステンなどからなる島状の第１金属膜３２２と、この第１金属膜３２２の表面を陽極酸化することによって形成された絶縁膜３２３と、この表面に形成されて相互に離間した第２金属膜３１６、３３６とを有する。このうち、第２金属膜３１６、３３６は、クロム等の同一導電膜をパターニングしたものであり、前者の第２金属膜３１６は、データ線２１からＴ字状に分岐したものが用いられる一方、後者の第２金属膜３３６は、ＩＴＯ等の画素電極１０の接続部分１０ｚに接続するために用いられる。
【００７５】
ここで、ＴＦＤ素子２１のうち、第１のＴＦＤ素子２１ａは、データ線３２の側からみると順番に、第２金属膜３１６／絶縁膜３２３／第１金属膜３２２となって、金属／絶縁体／金属の構造を採るため、その電流−電圧特性は正負双方向にわたって非線形となる。一方、第２のＴＦＤ素子２１ｂは、データ線３２の側からみると順番に、第１金属膜３２２／絶縁膜３２３／第２金属膜３３６となって、第１のＴＦＤ素子２１ａとは逆向きの構造を採る。このため、第２のＴＦＤ素子２１ｂの電流−電圧特性は、第１のＴＦＤ素子２１ａの電流−電圧特性を、原点を中心に点対称化したものとなる。その結果、ＴＦＤ素子２１は、２つのＴＦＤを互いに逆向きに直列接続した形となるため、１つの素子を用いる場合と比べると、電流−電圧の非線形特性が正負双方向にわたって対称化されることになる。
【００７６】
また、図１１（ｂ）に示すように、データ線３２の下層には、上側基板１から第１金属膜３１２、絶縁膜３１３が形成されている。図１０に示すように、データ線３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、それぞれ画素電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下側で画素電極１０と重なり合う位置に配置されている。
【００７７】
また、上側基板１の内面上には、オーバーレイヤー２５が形成されてなり、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２は、そのオーバーレイヤー２５に覆われている。オーバーレイヤー２５は、平面視すると略円形をなす開口、即ちコンタクトホール２５ａを有している。
【００７８】
画素電極１０は、オーバーレイヤー２５の内面上にマトリクス状に配列されている。画素電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、Ｂ（青）、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）の各色に対応する着色層６と夫々対向している。また、各画素電極１０は、コンタクトホール２５ａ内に延びてＴＦＤ素子２１と電気的に接続される接続部分１０ｚを有している。各画素電極１０の接続部分１０ｚは、コンタクトホール２５ａを介して、対応するＴＦＤ素子２１の第２金属膜３３６と接続されている。そして、同一列に属する画素電極１０は、それぞれＴＦＤ素子２１を介して、１本のデータ線３２に共通接続されている。また、同一行に属する画素電極１０は、夫々１本の透明電極８（走査線）と対向している。
【００７９】
（液晶の透過率特性の最適化方法）
液晶表示装置２００における液晶の透過率特性の最適化方法は、第１実施形態と基本的に同様である。即ち、液晶表示装置２００では、上記の式２を満足させることにより保持期間Ｔｈ中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えて、液晶の透過率特性等の最適化を図り、所望の明るさの表示画像を得る。
【００８０】
そこで、上記の式２を満足させるには、電圧Ｖｌｃを小さくする必要がある。そのためには、液晶容量Ｃｌｃを大きくし、及び／又はＣ’ＴＦＤを小さくしなければならない。
【００８１】
液晶表示装置２００では、液晶容量Ｃｌｃを大きくするために第１実施形態の液晶表示装置１００と同様に、セルギャップ「ｄ」を小さくし、及び／又は液晶の誘電率「ε」を大きくする。また、液晶表示装置２００では、データ線３２と画素電極１０とは同一面上に設けられないため、第１実施形態の液晶表示装置１００に比べて、画素電極１０の面積「Ｓ」をある程度大きくすることができる。これにより、上記の式３を参照して理解されるように、第２実施形態の液晶表示装置２００の液晶容量Ｃｌｃを、第１実施形態の液晶表示装置１００の液晶容量Ｃｌｃより大きくすることができる。
【００８２】
また、Ｃ’ＴＦＤを小さくするには、上述した通りＴＦＤ素子の容量ＣＴＦＤを小さくする、及び／又は寄生容量Ｃｐを小さくする必要がある。第１実施形態と同様にＴＦＤ素子２１の外形寸法等はプロセス上の理由等によりある程度決定されてしまうので、ＴＦＤ素子の容量ＣＴＦＤを小さくするにはある程度限界がある。そのため、液晶表示装置２００では、第１実施形態と同様に寄生容量Ｃｐを小さくする。但し、液晶表示装置２００は、オーバーレイヤー構造をなすため、その実現方法は第１実施形態と異なる。
【００８３】
液晶表示装置２００において、寄生容量Ｃｐを小さくする方法としては、上記の式３を参照して理解されるように、（１）画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との重なり合う面積「Ｓ１」を大きくする、（２）オーバーレイヤー２５の膜厚「Ｄ２」を厚くする、（３）オーバーレイヤー２５の誘電率「ε」を上げる、という方法が考えられる。しかし、データ線３２の幅は設計上の理由等によりある程度決定されてしまうので、上記の面積「Ｓ１」をあまり大きくすることはできない。
【００８４】
そこで、液晶表示装置２００では、寄生容量Ｃｐを小さくするために、設計上の仕様を満足する範囲内でオーバーレイヤー２５の膜厚「Ｄ２」をできる限り厚くして、尚且つオーバーレイヤー２５の誘電率「ε」を上げる。前者により、画素電極１０と、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との距離Ｄ１００をできる限り離すことができる。よって、上記の式３における間隔「ｄ」を大きくすることができるので、寄生容量Ｃｐをできる限り小さくすることができる。よって、上記の式２においてＣ’ＴＦＤを小さくすることができるので、電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。
【００８５】
これにより、液晶表示装置２００では、保持期間Ｔｈ中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えることができる。よって、液晶表示装置２００では、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。特に、選択期間Ｔｈ中にデータ線３２を通じて画素電極１０に低電圧（白に対応する電圧）を印加した場合には、保持期間Ｔｈに液晶に高電圧が印加されるのを抑制できるため、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの白表示画像を得ることができる。
【００８６】
なお、上記の説明では、電圧Ｖｌｃをある一定の大きさに規定する基準として液晶層４の電圧−透過率特性を用いる場合を挙げたが、ここでいう電圧−透過率特性は、第１実施形態と同様に電圧−反射率特性（いわゆる、ＶＲ特性）をも含むものと考えられる。例えば、反射率５０％に対応する電圧をＶ（R50）とすれば、電圧Ｖｌｃを上記の式４のように規定することができる。これにより、液晶表示装置２００では、上記同様に液晶の反射率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像を得ることができる。
【００８７】
[第３実施形態]
上記の第２実施形態では、オーバーレイヤー構造を有する液晶表示装置であって、尚且つ画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２とがオーバーレイヤーを介して重なり合う構造を有する液晶表示装置に対して、本発明に係る液晶の透過率特性等の最適化方法を適用することとした。これに対し、第３実施形態では、オーバーレイヤー構造を有する液晶表示装置であって、尚且つ画素電極１０とデータ線３２とが重なり合わない構造を有する液晶表示装置に対して、本発明に係る液晶の透過率特性等の最適化方法を適用する。ここに、本発明の液晶表示装置３００は、第１及び第２実施形態と同様にＴＦＤ素子を用いたアクティブ・マトリクス駆動方式であって、半透過反射型の液晶表示装置である。また、本発明の液晶表示装置３００は、第１及び第２実施形態と同様にノーマリーホワイトの表示モードを有する液晶表示装置でもある。
【００８８】
（オーバーレイヤー構造）
以下、図１２及び１３を参照して、第３実施形態に係る液晶表示装置３００の構成及び液晶の透過率特性等の最適化方法について説明する。なお、第３実施形態の液晶表示装置３００は、第２実施形態の液晶表示装置２００と略同様の構成であり、前者は後者に対して素子基板の構成が異なるだけである。よって、以下では、素子基板９４の構成と液晶表示装置３００における液晶の透過率特性等の最適化方法について説明する。なお、図１２及び図１３では、第２実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付し、その説明を省略する。また、図１２及び図１３では、便宜上、第３実施形態に係る液晶表示装置３００の符号を省略して説明する。
【００８９】
図１２は、図１０に対応する素子基板の部分平面図であり、液晶表示装置２００の素子基板９２の構成を若干変更した平面図である。図１３（ａ）は、図１１（ａ）に対応する素子基板の断面図であり、図１２の切断線Ｃ−Ｃ´に沿った断面図である。図１３（ｂ）は、図１１（ｂ）に対応する、画素電極１０とＴＦＤ素子２１及びデータ線３２との接続部分の近傍を拡大した断面図であり、領域Ｅ２の部分の断面図である。なお、図１２は、背面側から観察側を見た場合の構成を示しているので、図１２では手前側が、図１３（ａ）では上側が、それぞれ背面側となる。
【００９０】
第３実施形態における素子基板９４の構造、即ちオーバーレイヤー構造について説明する。なお、画素電極１０及びオーバーレイヤー２５の各内面上には、通常、保護層１７が形成されるが、図１２及び図１３では、便宜上、それを省略している。
【００９１】
上側基板１の外面上には、位相差板１３及び偏光板１４が配置されている。一方、上側基板１の内面上には、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２が形成されている。
【００９２】
第３実施形態において、上側基板１上におけるＴＦＤ素子２１の配置は、第２実施形態と同様である。なお、ＴＦＤ素子２１の構成は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００９３】
第３実施形態において、上側基板１上におけるデータ線３２の配置は第２実施形態と異なっている。即ち、第２実施形態において、データ線３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、図１１及び図１２（ａ）に示すように、それぞれ画素電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下側の位置に且つ重なり合う位置に配置されていた。これに対し、第３実施形態において、データ線３２ａ、３２ｂ、３２ｃは、図１２及び図１３（ａ）に示すように、それぞれ画素電極１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下側の位置に且つ重なり合わない位置、即ち両側の位置に配置されている。特に、１つのデータ線３２は、それにＴＦＤ素子２１を介して接続された画素電極１０と、その１つのデータ線３２に接続されていない方の隣接する画素電極１０との間に配置されている。この点が、構造上、第２実施形態と大きく異なっている。なお、データ線３２の構成は第２実施形態と同様であるため、その説明を省略する。
【００９４】
また、上側基板１の内面上には、オーバーレイヤー２５が形成されてなり、ＴＦＤ素子２１及びデータ線３２は、そのオーバーレイヤー２５に覆われている。オーバーレイヤー２５は、平面視すると略円形をなす開口、即ちコンタクトホール２５ａを有している。また、オーバーレイヤー２５の内面上には、第２実施形態と同様のレイアウトで画素電極１０が形成されている。
【００９５】
（液晶の透過率特性の最適化方法）
液晶表示装置３００における液晶の透過率特性の最適化方法は、第２実施形態と基本的に同様である。即ち、液晶表示装置３００では、上記の式２を満足させることにより保持期間Ｔｈ中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えて、液晶の透過率特性の最適化を図り、所望の明るさの表示画像を得る。
【００９６】
そこで、上記の式２を満足させるには、電圧Ｖｌｃを小さくする必要がある。そのためには、液晶容量Ｃｌｃを大きくし、及び／又はＣ’ＴＦＤを小さくしなければならない。
【００９７】
液晶表示装置３００において液晶容量Ｃｌｃを大きくするには、上述した第２実施形態と同様の方法により行う。また、Ｃ’ＴＦＤを小さくするには、上述した通りＴＦＤ素子２１の容量ＣＴＦＤを小さくし、及び／又は寄生容量Ｃｐを小さくする必要がある。ＴＦＤ素子２１の外形寸法等は第２実施形態と同様にプロセス上の理由等によりある程度決定されてしまうので、ＴＦＤ素子２１の容量ＣＴＦＤを小さくするにはある程度限界がある。そのため、液晶表示装置３００では、第１及び第２実施形態と同様に寄生容量Ｃｐを小さくする。
【００９８】
具体的には、第３実施形態に係る液晶表示装置３００では、第２実施形態で説明した３つの方法のうち２つの方法により寄生容量Ｃｐを小さくする。即ち、液晶表示装置３００では、図１２及び図１３（ａ）に示すように、データ線３２と画素電極１０とが重なり合わないので、その３つの方法のうち１つの方法、即ち画素電極１０とそれにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２との重なり合う面積を大きくする、という方法を適用することはできない。したがって、第３実施形態に係る液晶表示装置３００では、その３つの方法のうち残りの２つの方法、即ちオーバーレイヤー２５の誘電率「ε」を上げる、及び／又はオーバーレイヤー２５の膜厚「Ｄ３」を厚くする、という方法を適用することにより寄生容量Ｃｐを小さくする。
【００９９】
特に、第３実施形態に係る液晶表示装置３００では、図１２及び図１３（ａ）に示すように、データ線３２を画素電極１０と重ならない位置に形成することとしている。このため、第３実施形態は、第２実施形態と比べて、画素電極１０ｂと、それにＴＦＤ素子２１を介して接続されたデータ線３２ｂとの距離が長くなる。例えば、第３実施形態において、図１３（ａ）に示すように、画素電極１０ｂとそれに接続されたデータ線３２ｂとの距離をＤ１０１とする。第２実施形態では、図１１（ａ）に示すように、画素電極１０ｂとデータ線３２ｂとの距離はＤ１００である。よって、Ｄ１００＜Ｄ１０１となる。このため、第３実施形態に係る液晶表示装置３００と、第２実施形態の液晶表示装置２００とを比較すると、前者は後者よりオーバーレイヤー２５の膜厚を薄くした上で、寄生容量Ｃｐを後者と同じ程度小さくすることができる。よって、上記の式２においてＣ’ＴＦＤを小さくすることができるので、電圧Ｖｌｃを小さくすることができる。
【０１００】
これにより、液晶表示装置３００では、保持期間Ｔｈ中に液晶に印加される電圧Ｖｌｃを正確に許容値以下に抑えることができる。よって、液晶表示装置３００では、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像が得られる。特に、選択期間Ｔｈ中にデータ線３２を通じて画素電極１０に低電圧（白に対応する電圧）を印加した場合には、保持期間Ｔｈに液晶に高電圧が印加されるのを抑制できるため、液晶の透過率を最適化することができ、所望の明るさの白表示画像を得ることができる。
【０１０１】
なお、上記の説明では、電圧Ｖｌｃをある一定の大きさに規定する基準として液晶層４の電圧−透過率特性を用いる場合を挙げたが、ここでいう電圧−透過率特性は、第１及び第２実施形態と同様に電圧−反射率特性（いわゆる、ＶＲ特性）をも含むものと考えられる。例えば、反射率５０％に対応する電圧をＶ（R50）とすれば、電圧Ｖｌｃを上記の式４のように規定することができる。これにより、液晶表示装置３００では、上記同様に液晶の反射率を最適化することができ、所望の明るさの表示画像を得ることができる。
【０１０２】
[実施例（設計値の一例）]
上記の第１乃至第３実施形態に係る液晶表示装置１００乃至３００に夫々適用可能な設計値の一例について説明する。
【０１０３】
この例では、液晶表示装置１００乃至３００を夫々次の条件下にて作製した。なお、かかる条件は、上記した本発明に係る液晶の透過率特性等の最適化方法を考慮して決定されたものである。かかる条件では、
（１）上側基板１と下側基板２との間隔、即ちセルギャップを３μｍ
（２）１つの画素電極の液晶容量Ｃｌｃを１２３（Ｆ）
（３）１つのＴＦＤ素子の素子容量ＣＴＦＤを３８（Ｆ）
（４）ＴＦＤ素子を介して画素電極に接続されるデータ線と、当該画素電極との間に発生する寄生容量Ｃｐを２０（Ｆ）
（５）データ線に印加されるデータ振幅電圧Ｖｄを４（Ｖ）
（６）液晶の電圧−透過率特性における透過率５０％となる電圧Ｖ（Ｔ５０）を２．３（Ｖ）とした。
【０１０４】
ここで、Ｃ’ＴＦＤは１つのＴＦＤ素子の容量ＣＴＦＤと寄生容量Ｃｐの和であるため、上記の（３）及び（４）より、Ｃ’ＴＦＤは５８（Ｆ）となる。これらの各値を上記の式１に代入すると、電圧Ｖｌｃは、
Ｖｌｃ  ＝  ｛Ｃ’ＴＦＤ／（Ｃｌｃ＋Ｃ’ＴＦＤ）｝×Ｖｄ＝１．２８（Ｖ）
と算出される。この算出された電圧値Ｖｌｃは、Ｖ（Ｔ５０）＝２．３Ｖよりも十分に小さくなっていることが理解される。換言すれば、この算出された電圧値Ｖｌｃは、上記の式２を満足するものとなっている。
【０１０５】
よって、この液晶表示装置１００乃至３００のいずれにおいても、液晶の透過率特性を最適化することができ、所望の明るさの表示画像を得ることができた。より具体的には、非点灯（すなわち、非通電）状態での液晶の透過率を１００％とした場合に、かかる液晶表示装置１００乃至３００では、それぞれ白表示時の点灯透過率８０％以上を確保することができた。
【０１０６】
[変形例]
上記の各実施形態では、半透過反射型の液晶表示装置１００に本発明を適用したが、これに限らず、反射型又は透過型の液晶表示装置にも本発明を適用できる。また、上記の実施形態では、液晶表示装置１００にＴＮ型の液晶を適用することとしたが、これに限らず、液晶表示装置１００に負の誘電率異方性を有する液晶を適用することとしてもよい。
【０１０７】
［電子機器］
次に、本発明の第１乃至第３実施形態による液晶表示装置１００乃至３００を電子機器の表示装置として用いる場合の実施形態について説明する。
【０１０８】
図１４は、本実施形態の全体構成を示す概略構成図である。ここに示す電子機器は、上記の液晶表示装置１００乃至３００のいずれかと、これを制御する制御手段４１０とを有する。ここでは、液晶表示装置１００乃至３００のいずれかを、パネル構造体４０３と、半導体ＩＣなどで構成される駆動回路４０２とに概念的に分けて描いてある。また、制御手段４１０は、表示情報出力源４１１と、表示情報処理回路４１２と、電源回路４１３と、タイミングジェネレータ４１４と、を有する。
【０１０９】
表示情報出力源４１１は、ＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）などからなるメモリと、磁気記録ディスクや光記録ディスクなどからなるストレージユニットと、デジタル画像信号を同調出力する同調回路とを備え、タイミングジェネレータ４１４によって生成された各種のクロック信号に基づいて、所定フォーマットの画像信号などの形で表示情報を表示情報処理回路４１２に供給するように構成されている。
【０１１０】
表示情報処理回路４１２は、シリアル−パラレル変換回路、増幅・反転回路、ローテーション回路、ガンマ補正回路、クランプ回路などの周知の各種回路を備え、入力した表示情報の処理を実行して、その画像情報をクロック信号ＣＬＫとともに駆動回路４０２へ供給する。駆動回路４０２は、走査線駆動回路、データ線駆動回路及び検査回路を含む。また、電源回路４１３は、上述の各構成要素にそれぞれ所定の電圧を供給する。
【０１１１】
次に、本発明に係る液晶表示装置１００乃至３００を適用可能な電子機器の具体例について図１５を参照して説明する。
【０１１２】
まず、本発明に係る液晶表示装置１００乃至３００のいずれかを、可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）の表示部に適用した例について説明する。図１５（ａ）は、このパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ７１０は、キーボード７１１を備えた本体部７１２と、本発明に係る液晶表示パネルを適用した表示部７１３とを備えている。
【０１１３】
続いて、本発明に係る液晶表示装置１００乃至３００のいずれかを、携帯電話機の表示部に適用した例について説明する。図１５（ｂ）は、この携帯電話機の構成を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機７２０は、複数の操作ボタン７２１のほか、受話口７２２、送話口７２３とともに、本発明に係る液晶表示装置１００乃至３００のいずれかを適用した表示部７２４を備える。
【０１１４】
なお、本発明に係る液晶表示装置１００乃至３００のいずれかを適用可能な電子機器としては、図１５（ａ）に示したパーソナルコンピュータや図１５（ｂ）に示した携帯電話機の他にも、液晶テレビ、ビューファインダ型・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、ディジタルスチルカメラなどが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【０１１５】
【図１】第１実施形態に係る液晶表示装置の電極及び配線の構成を示す平面図。
【図２】第１実施形態に係る液晶表示装置の断面構成を示す。
【図３】第１実施形態に係る素子基板の電極及び配線の構成等を示す平面図。
【図４】第１実施形態に係るカラーフィルタ基板の電極の構成を示す。
【図５】第１実施形態に係る信号電位ＶＡ、ＶＢ及びＶＡＢの波形図である。
【図６】第１実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法等を説明する図である。
【図７】第１実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法を説明する図である。
【図８】第１実施形態に係る液晶の反射率特性の最適化方法を説明する図である。
【図９】第２実施形態に係る液晶表示装置の断面構成を示す。
【図１０】第２実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法等を説明する図である。
【図１１】第２実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法等を説明する図である。
【図１２】第３実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法等を説明する図である。
【図１３】第３実施形態に係る液晶の透過率特性の最適化方法等を説明する図である。
【図１４】本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の回路ブロック図。
【図１５】本発明の液晶表示装置を適用した電子機器の例。
【符号の説明】
【０１１６】
１  上側基板、  ２  下側基板、  ３  シール部材、  ６  着色層、  ７  導通部材、  ８  走査電極、  １０  画素電極、  ３１  走査線、  ３２  データ線、  ２１  ＴＦＤ素子、  ２５  オーバーレイヤー、  ２５ａ  コンタクトホール、  ９１  カラーフィルタ基板、  ９２、９３、９４  素子基板、  １００、２００、３００  液晶表示装置
【図１】
2006003809.tif 000003
【図２】
2006003809.tif 000004
【図３】
2006003809.tif 000005
【図４】
2006003809.tif 000006
【図５】
2006003809.tif 000007
【図６】
2006003809.tif 000008
【図７】
2006003809.tif 000009
【図８】
2006003809.tif 000010
【図９】
2006003809.tif 000011
【図１０】
2006003809.tif 000012
【図１１】
2006003809.tif 000013
【図１２】
2006003809.tif 000014
【図１３】
2006003809.tif 000015
【図１４】
2006003809.tif 000016
【図１５】
2006003809.tif 000017