(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
配線および薄膜トランジスタが形成された下部側基板と、前記下部側基板に対向して配置される対向側基板とによって液晶層が挟持され、前記下部側基板に反射電極が形成されている反射領域および透明電極が形成されている透過領域とが設けられ、前記対向側基板に共通電極が形成され、前記反射電極および前記透明電極と前記共通電極との間に電圧を印加する液晶表示装置であって、前記下部側基板の前記液晶層と接する面は、ほぼ平坦な状態であり、また前記透過領域と前記反射領域の液晶層の厚さは実質的に等しく、前記下部側基板の反射領域に形成されている反射電極と透過領域に形成されている透明電極は、絶縁層を介して積層された部分を有し、前記積層された部分の容量を介して反射電極と透過電極が電気的に接続されることで１つの駆動素子により反射領域と透過領域を同時に駆動することを可能とすることで、前記下部側基板の前記液晶層と接する面と前記対向側基板の前記液晶層と接する面とに印加される駆動電圧の電位差が、前記透過領域よりも前記反射領域で小とされることを特徴とする液晶表示装置。
【請求項２】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が絶縁膜を介して前記透明電極と接続されていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項３】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記反射電極の前記液晶層と接する面に絶縁膜が積層されていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項４】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記対向側基板の前記反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項５】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記反射電極上および前記対向側基板の前記反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項６】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、第２のソース電極が絶縁膜を介して前記ソース電極と接続され、前記反射電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記第２のソース電極と電気的に接続されていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項７】
前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して前記透明電極が形成され、前記透明電極に積層して絶縁膜が形成され、前記絶縁膜に積層して前記反射電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極および前記絶縁膜に前記透明電極まで開口部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載された液晶表示装置。
【請求項８】
前記絶縁層に凹凸形状が形成され、前記開口部が前記凹凸形状の頂点周辺領域および／または底周辺領域に形成されていることを特徴とする請求項７に記載された液晶表示装置。
【請求項９】
前記絶縁膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５、アクリル、アートンのいずれかであることを特徴とする請求項２乃至請求項８の何れか一に記載された液晶表示装置。
【請求項１０】
前記対向側基板に第１のカラーフィルタが形成され、前記薄膜トランジスタに積層して第２のカラーフィルタが形成され、前記第２のカラーフィルタに積層して前記反射電極が形成されていることを特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか一に記載された液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は液晶表示装置に関し、特に外部からの入射光を反射して表示光源とするとともに、後背部の光源からの光を透過させる半透過型液晶表示装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、装置内部に反射板を有し、この反射板により外部からの入射光を反射して表示光源とすることにより、光源としてのバックライトを備える必要のない反射型の液晶表示置（ｌｉｑｕｉｄ  ｃｒｙｓｔａｌ  ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）、および、光源としてバックライトを備えた透過型液晶表示装置が知られている。
【０００３】
反射型液晶表示装置は、透過型液晶表示装置よりも低消費電力化、薄型化、軽量化が達成できるため、主に携帯端末用として利用されている。その理由は、外部から入射した光を装置内部の反射板で反射させることにより表示光源として利用できるので、バックライトが不要になるからである。一方で透過型液晶表示装置は、周囲の光が暗い場合において反射型液晶表示装置よりも視認性が良いという特性を持つ。
【０００４】
現在の液晶表示装置の基本構造は、ＴＮ（ツイステッドネマテッィク）方式、一枚偏光板方式、ＳＴＮ（スーパーツイステッドネマテッィク）方式、ＧＨ（ゲストホスト）方式、ＰＤＬＣ（高分子分散）方式、コレステリック方式等を用いた液晶と、これを駆動するためのスイッチング素子と、液晶セル内部又は外部に設けた反射板またはバックライトとから構成されている。これらの一般的な液晶表示装置は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）又は金属／絶縁膜／金属構造ダイオード（ＭＩＭ）をスイッチング素子として用いて高精細及び高画質を実現できるアクティブマトリクス駆動方式が採用され、これに反射板またはバックライトが付随した構造となっている。
【０００５】
従来の反射型液晶表示装置と透過型液晶表示装置の利点を併せ持つ液晶表示装置として、図１１に示すように、アクティブマトリクス基板の画素電極１の周囲を通り互いに直交するようにゲート配線２とソース配線３が設けられ、画素電極１に薄膜トランジスタ４が設けられ、薄膜トランジスタ４のゲート電極およびソース電極にゲート配線２およびソース配線３が接続され、画素電極１に金属膜からなる反射領域５とＩＴＯからなる透過領域６が形成された半透過型液晶表示装置が開示されている（特許第２９５５２７７号公報参照）。
【０００６】
上記のように、画素電極に透過領域と反射領域を設けることにより、周囲の光が明るい場合にはバックライトを消して反射型液晶表示装置として使用可能であり、低消費電力という反射型液晶表示装置の特性が発揮される。また、周囲の光が暗い場合にバックライトを点灯させて透過型液晶表示装置として使用すると、周囲が暗い場合での視認性向上という透過型液晶表示装置の特性が発揮される。以下、反射型液晶表示装置としても透過型液晶表示装置としても使用可能な液晶表示装置を、半透過型液晶表示装置と呼ぶことにする。
【０００７】
しかし従来の半透過型液晶表示装置では、反射領域５では入射光が液晶層を往復し、透過領域６では入射光が液晶層を通過するために、液晶層における光の経路差が発生してしまい、両領域でのリタデーションの相異によって出射光強度を最適化できないという問題が存在した。その問題を解決するために特許第２９５５２７７号公報に記載された液晶表示装置には、図１２に示す液晶表示装置の断面図のように、反射領域５の透明電極７下に絶縁層８設けて絶縁層８の上または下に反射板９を配置することで、反射領域５での液晶層の厚さｄｒと透過領域６での液晶層の厚さｄｆに差を設ける構造が開示されている。
【０００８】
図１５は液晶層の厚さに基づいて、透過モードでの出射光の強度Ｉｐと、反射モードでの出射光の強度Ｉλを計算した結果を示したグラフである。透過モードと反射モードの出射光強度は液晶層の厚さによって異なることがわかる。したがって、反射領域の液晶層厚さｄｒと透過領域の液晶層厚さｄｆの比率を１：２程度にすることにより、反射領域５と透過領域６との光の経路差を解消して出射光の特性が近似される。しかし、絶縁層８の厚さが液晶層の厚さの半分程度であり、数μｍもの厚さが必要とされるため、製造工程は増加し透明電極７の平坦性は悪化する。液晶分子を配向させるために透明電極７上に形成される配向膜も、透明電極７の平坦性の影響を受けるため、ラビング工程での効果的な配向が困難になるという問題が存在した。
【０００９】
また、図１３に示すように反射領域５と透過領域６の段差に起因して、下部側基板１１と対向側基板１２との間に生じる電気力線１０が乱れ、液晶表示の特性が悪化するという問題も存在した。さらに、図１４に示すように下部側基板１１の反射領域５と透過領域６の段差部分周辺の液晶層１３においては、ラビングによる液晶分子の配向方向と下部側基板１１表面近傍での液晶分子のプレチルト角変化の関係から、液晶表示動作時に、液晶分子の回転方向に乱れが発生する（リバースティルトディスクリネーション）ことで液晶表示の特性が悪化するという問題も存在した。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
従って本願発明は、反射モードにおいても透過モードにおいても輝度を最大限にし、反射領域と透過領域の境界周辺部においても液晶分子の配向に乱れが生じない半透過型液晶表示装置を提供することを課題とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、配線および薄膜トランジスタが形成された下部側基板と、前記下部側基板に対向して配置される対向側基板とによって液晶層が挟持され、前記下部側基板に反射電極が形成されている反射領域および透明電極が形成されている透過領域とが設けられ、前記対向側基板に共通電極が形成され、前記反射電極および前記透明電極と前記共通電極との間に電圧を印加する液晶表示装置であって、前記下部側基板の前記液晶層と接する面は、ほぼ平坦な状態であり、また前記透過領域と前記反射領域の液晶層の厚さは実質的に等しく、前記下部側基板の反射領域に形成されている反射電極と透過領域に形成されている透明電極は、絶縁層を介して積層された部分を有し、前記積層された部分の容量を介して反射電極と透過電極が電気的に接続されることで１つの駆動素子により反射領域と透過領域を同時に駆動することを可能とすることで、前記下部側基板の前記液晶層と接する面と前記対向側基板の前記液晶層と接する面とに印加される駆動電圧の電位差が、前記透過領域よりも前記反射領域で小とされることを特徴とする。
【００１２】
透過領域の液晶層に印加される駆動電圧よりも、反射電極の液晶層に印加される駆動電圧が小さいことにより、反射領域での液晶層の複屈折率が透過領域での液晶層の複屈折率よりも小さくなり、反射モードと透過モードにそれぞれ最適な複屈折率にすることが可能となり、両モードでの出射光強度を最適化することが可能となる。
【００１４】
反射領域の静電容量を容量分割することによって透過領域と反射領域の駆動電圧に差を生じさせることにより、一つの薄膜トランジスタが供給する電圧で同時に透過領域と反射領域の駆動を異なる駆動電圧で行うことが可能となり、薄膜トランジスタの増加や駆動電圧制御の複雑さを排除することが可能となり、液晶表示装置の製造コスト低減をはかることができる。
【００１６】
透過領域と反射領域のセルギャップが実質的に等しいことにより、液晶層中の電気力線の乱れによって生じる配向乱れや、プレチルト角の乱れによって生じるリバースティルトディスクリネーションなどの配向乱れを無くすことが可能であり、液晶表示の特性を改善することができる。
【００１７】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が絶縁膜を介して前記透明電極と接続されていることを特徴とする。
【００１８】
反射電極を絶縁膜を介して透明電極と接続することにより、反射電極と透明電極でキャパシタを形成し、透明電極と対向電極とで挟まれる液晶によって形成されるキャパシタを、透明電極―絶縁膜―反射電極で形成されるキャパシタと、反射電極―液晶―対向電極で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。
【００１９】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記反射電極の前記液晶層と接する面に絶縁膜が積層されていることを特徴とする。
【００２０】
反射電極上に絶縁膜を積層することにより、反射電極と対向電極とで挟まれる液晶で形成されるキャパシタを、絶縁膜で形成されるキャパシタと液晶で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。
【００２１】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記対向側基板の前記反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていることを特徴とする。
【００２２】
対向側基板の反射電極に対向する領域に絶縁膜を積層することにより、反射電極と対向電極とで挟まれる液晶で形成されるキャパシタを、液晶で形成されるキャパシタと絶縁膜で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。
【００２３】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極が前記透明電極と電気的に接続され、前記反射電極上および前記対向側基板の前記反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていることを特徴とする。
【００２４】
反射電極上および対向側基板の反射電極に対向する領域に絶縁膜を積層することにより、反射電極と対向電極とで挟まれる液晶で形成されるキャパシタを、絶縁膜で形成されるキャパシタと液晶で形成されるキャパシタと絶縁膜で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。
【００２５】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して所定領域に前記反射電極および前記透明電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、第２のソース電極が絶縁膜を介して前記ソース電極と接続され、前記反射電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記第２のソース電極と電気的に接続されていることを特徴とする。
【００２６】
第２のソース電極を絶縁膜を介してソース電極と接続することにより、反射電極と透明電極でキャパシタを形成することになり、透明電極と対向電極とで挟まれる液晶によって形成されるキャパシタを、透明電極―絶縁膜―第２のソース電極で形成されるキャパシタと反射電極―液晶―対向電極で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。
【００２７】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記薄膜トランジスタに積層して絶縁層が形成され、前記絶縁層に積層して前記透明電極が形成され、前記透明電極に積層して絶縁膜が形成され、前記絶縁膜に積層して前記反射電極が形成され、前記透明電極が前記絶縁層に形成された孔であるコンタクトホールを介して前記薄膜トランジスタのソース電極と電気的に接続され、前記反射電極および前記絶縁膜に前記透明電極まで開口部が設けられていることを特徴とする。
【００２８】
透明電極に積層して絶縁膜が形成し、絶縁膜に積層して反射電極を形成することにより、反射電極と透明電極でキャパシタを形成することになり、透明電極と対向電極とで挟まれる液晶によって形成されるキャパシタを、透明電極―絶縁膜―反射電極で形成されるキャパシタと反射電極―液晶―対向電極で形成されるキャパシタに容量分割することによって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。また、開口部では反射電極および絶縁膜が除去されているため、開口部が透過領域として機能する。
【００２９】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記絶縁層に凹凸形状が形成され、前記開口部が前記凹凸形状の頂点周辺領域および／または底周辺領域に形成されていることを特徴とする。
【００３０】
凹凸形状の頂点周辺領域と底周辺領域では、対向側基板から入射してきた光を効率的に観察者側に反射することが困難であるため、頂点周辺領域と底周辺領域に開口部を形成して透過領域とすることにより、反射モードにおいても透過モードにおいても効率的な液晶表示を行うことが可能となる。
【００３１】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記絶縁膜は、ＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５、アクリル、アートンのいずれかであることを特徴とする。
【００３２】
絶縁膜の材質としてＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５、アクリル、アートンを用いることが可能であるため、用途や製品品質や液晶材料等の諸条件に応じて最適となる絶縁膜を選択することができ、設計段階での自由度が高まる。
【００３３】
また、前記課題を解決するための本願発明の液晶表示装置は、前記対向側基板に第１のカラーフィルタが形成され、前記薄膜トランジスタに積層して第２のカラーフィルタが形成され、前記第２のカラーフィルタに積層して前記反射電極が形成されていることを特徴とする。
【００３４】
対向基板と素子基板とにカラーフィルタが形成されていることにより、反射モードでは対向基板側のカラーフィルタを光が二度通過し、透過モードでは素子基板と対向基板のカラーフィルタを光が一度ずつ通過する。これにより、両モードでの色の変化を低減することが可能となる。また、透過モードと反射モードでの色合いをそれぞれ設定することも可能となる。
【００３５】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の一実施の形態につき図面を参照して説明する。以下は本発明の一実施形態であって本発明を限定するものではない。
【００３６】
【実施の形態１】
図１は、本願発明の一実施の形態に係る半透過型液晶表示装置の部分断面図である。図１に示すように、半透過型液晶表示装置は、装置内部に、下部側基板１１、下部側基板１１に対向して配置された対向側基板１２、及び下部側基板１１と対向側基板１２の間に挟み込まれた液晶層１３を有している。この半透過型液晶表示装置は、例えば、薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）をスイッチング素子として各画素毎に設けた、アクティブマトリクス方式を採用している。
【００３７】
下部側基板１１は、絶縁性基板１４、絶縁保護膜１５、ＴＦＴ１６、絶縁層１７、反射電極１８及び透明電極１９を有している。絶縁性基板１４の上には、絶縁保護膜１５が積層され、絶縁保護膜１５の上には、ＴＦＴ１６が形成されている。ＴＦＴ１６は、絶縁性基板１４上のゲート電極１６ａ、ゲート電極１６ａを覆う絶縁保護膜１５上のドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ、及びソース電極１６ｄを有している。ここで、ドレイン電極１６ｂとソース電極１６ｄの平面的配置は、図１１に示した従来例とは逆とする。従来例と本願発明の記載が異なるのは、ドレインとソースの名称の使い方が従来例と本願発明で逆になっているためである。
【００３８】
絶縁層１７には、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに達するコンタクトホール２０が開けられている。更に、コンタクトホール２０と共に絶縁層１７を覆って、反射電極１８および透明電極１９が積層されている。透明電極１９は、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに接続され画素電極としての機能を有する。反射電極１８は透明電極１９と絶縁膜２１を介して電気的に接続されて、反射板および画素電極としての機能を有する。
【００３９】
反射電極１８および透明電極１９を覆って、液晶分子を配向させるためのポリイミド等の配向膜２２が積層され、ラビングが施されることにより液晶層１３の液晶分子の配向方向が決定される。対向側基板１２の液晶層１３と接する面も配向膜で覆われている（図示せず）。また、下部側基板１１の周縁部に設けられた端子領域には、絶縁性基板１４上のゲート端子部２１と共に、ゲート端子部２３を覆う絶縁保護膜１５上のドレイン端子部２４が形成されている。
【００４０】
対向側基板１２は、液晶層１３側から順番に積層された、透明電極２５、カラーフィルタ２６及び絶縁性基板２７を有している。この絶縁性基板２７から対向側基板１２に入射した入射光は、対向側基板１２から液晶層１３を経て下部側基板１１に達し、反射電極１８に反射されて反射光となり、再び液晶層１３を経て透明電極２５から対向側基板１２の外に出射される。
【００４１】
また、下部側基板１１の液晶層１３と反対側には、バックライト２８が設けられている。このバックライト２８からの光は、絶縁性基板１４および絶縁保護膜１５および絶縁層１７および透明電極１９を透過して液晶層１３に達し、液晶層１３を経て透明電極２５から対向側基板１２の外に出射される。
【００４２】
図２は図１に示した液晶表示装置断面図の下部側基板１１の一部について簡素化して示したものである。透明電極１９はＴＦＴ１６のソース電極１６ｄとコンタクトホール２０を介して電気的に接続されているために、ＴＦＴ１６の供給する電位と透明電極１９の電位は等しくなる。しかし、反射電極１８は絶縁膜２１を介して透明電極１９と接続されているために、反射電極１８の電位は透明電極１９の電位よりも低いものとなる。このとき、反射電極１８と透明電極１９と絶縁膜２１によってキャパシタが形成された状態となる。
【００４３】
図３は図１及び図２に示した液晶表示装置を、等価回路として示したものである。下部側基板１１と対向側基板１２とで液晶層１３を挟み込む構造となっている様子をキャパシタとみなし、透明電極１９と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ１、反射電極１８と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ２、反射電極１８と透明電極１９が絶縁膜２１を介して接しているのをＣ１とする。反射電極１８の領域ではＣＬＣ２とＣ１の二つのキャパシタが直列に接続されているため、ＴＦＴ１６によって印加される電圧は容量分割され、液晶層１３に加わる電圧は透明電極１９の領域でのＣＬＣ１のみに印加される電圧よりも低いものとなる。
【００４４】
例えば、初期に垂直配向状態を取っている液晶では、上下基板にλ／４の位相差を生じる四分の一波長板を設けて、互いに逆の円偏光を透過するように設置した場合、電圧無印加時には、反射部および透過部共に黒表示となるいわゆるノーマリーブラックモードとなるが、表示に用いられる光の波長をλとすると、反射型液晶素子で最も出射光の強度が得られるのは液晶層１３の複屈折率（リタデーション）がλ／４の場合であり、透過型液晶素子ではλ／２であることが知られている。また、液晶層１３に印加される電圧を増加していくと、液晶層１３の複屈折率は単調に増加することも知られている。
【００４５】
このため、図３に示した等価回路となるように反射電極１８と透明電極１９を絶縁膜２１を介して接続することで、反射電極１８と透明電極１９に電位差が生じるようにして、透過モードと反射モードにおいて液晶層１３の複屈折率を最適な状態に調整することが可能となる。ここで、絶縁膜２１の材質としてはＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５等が利用可能であるが、液晶層１３の材質および厚さによって図３のＣＬＣ１およびＣＬＣ２の容量が変化し、印加電圧と複屈折率の関係も液晶層１３の材質によって異なるため、絶縁膜２１の材質および厚さは適宜調整を行う必要がある。
【００４６】
図４は、図１に示す半透過型液晶表示装置の製造工程における下部側基板の製造工程を示す説明図である。図２に示すように、先ず、絶縁性基板１４の上に、ゲート電極１６ａを形成して絶縁保護膜１５を積層し、絶縁保護膜１５の上に、ドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ及びソース電極１６ｄをそれぞれ形成して、スイッチング素子としてのＴＦＴ１６の基板を形成する（（ａ）参照）。更に、ＴＦＴ１６を覆って絶縁層１７を積層し、ソース電極１６ｄまで通じるコンタクトホール２０を絶縁層１７に形成する（（ｂ）参照）。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ１６に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他のスイッチング素子の基板を形成しても良い。
【００４７】
次に、絶縁層１７を覆ってＩＴＯで透明電極１９を積層し、コンタクトホール２０を介してソース電極１６ｄと透明電極１９を電気的に接触させる（（ｃ）参照）。透明電極１９を積層する際に、マスキングを施してスパッタ法を用いることにより選択的に透過領域にのみＩＴＯを形成することができる。更に、透明電極１９上にマスク２９を施して反射領域との境界領域のみを露出させた状態で陽極酸化法を用いて絶縁膜２１を形成する（（ｄ）参照）。
【００４８】
その後、透明電極１９および絶縁膜２１にマスク２９を施して、真空蒸着によりＡｌ膜である反射電極１８を絶縁層１７上に形成する（（ｅ）参照）。なお、反射電極１８の材料は、Ａｌに限るものではなく、他の導電性材料により形成しても良い。次に、反射電極１８および透明電極１９および絶縁膜２１上に、ポリイミドの配向膜２２を塗布し、液晶を配向させたい方向にラビングを行う。（（ｆ）参照）。以上に述べたように下部側基板１１を製造し、カラーフィルタ２６および透明電極２５を積層した対向側基板１２と枠部材を介して対向させ、両基板間に液晶層１３を注入することにより、液晶表示装置の製造を行う。下部側基板１１の液晶層１３と接する面は、ほぼ平坦な状態とすることができるため、透過領域と反射領域の境界付近での液晶層１３の配向乱れ等は発生しない。
【００４９】
【実施の形態２】
本願発明の他の実施の形態を以下に示す。実施の形態１の図１と同様に、下部側基板１１は、絶縁性基板１４、絶縁保護膜１５、ＴＦＴ１６、絶縁層１７、反射電極１８及び透明電極１９を有している。絶縁性基板１４の上には、絶縁保護膜１５（図示せず）が積層され、絶縁保護膜１５の上には、ＴＦＴ１６が形成されている。ＴＦＴ１６は、絶縁性基板１４上のゲート電極１６ａ、ゲート電極１６ａを覆う絶縁保護膜１５上のドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ、及びソース電極１６ｄを有している。また、下部側基板１１の周縁部に設けられた端子領域には、絶縁性基板１４上のゲート端子部２１と共に、ゲート端子部２３を覆う絶縁保護膜１５上のドレイン端子部２４が形成されている。
【００５０】
図５は本願発明の実施の形態２の下部側基板の構造を一部について簡素化して示したものである。絶縁層１７には、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに達するコンタクトホール２０が開けられている。更に、コンタクトホール２０と共に絶縁層１７を覆って、反射電極１８および透明電極１９が積層されている。透明電極１９は、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに接続され画素電極としての機能を有する。反射電極１８は透明電極１９と絶縁膜２１を介して電気的に接続されて、反射板および画素電極としての機能を有する。反射電極１８の上には、ＳｉＯ２等の透明な絶縁膜２１が積層されている。このとき、反射電極１８全面にわたって絶縁膜２１が積層されて、完全に反射電極１８が絶縁膜２１に覆われる。また、図示していないが反射電極１８および透明電極１９を覆って、液晶分子を配向させるためのポリイミド等の配向膜２２が積層され、ラビングが施されることにより液晶層１３の液晶分子の配向方向が決定される。
【００５１】
透明電極１９はＴＦＴ１６のソース電極１６ｄとコンタクトホール２０を介して電気的に接続されているために、ＴＦＴ１６の供給する電位と透明電極１９の電位は等しくなる。また、反射電極１８は透明電極１９と直接電気的に接続されているために、反射電極１８の電位は透明電極１９の電位と等しくなる。反射電極１８上には透明な絶縁膜２１が積層されているため、反射領域の液晶層１３と接する面は絶縁膜２１表面となり、絶縁膜２１表面と反射電極１８とでキャパシタが形成された状態となる。
【００５２】
実施の形態２の液晶表示装置を等価回路として表すと、実施の形態１と同様に図３に示したものとなる。下部側基板１１と対向側基板１２とで液晶層１３を挟み込む構造となっている様子をキャパシタとみなし、透明電極１９と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ１、反射電極１８と絶縁膜２１表面の組み合わせをＣ１、絶縁層２１表面と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ２とする。反射電極１８の領域ではＣＬＣ２とＣ１の二つのキャパシタが直列に接続されているため、ＴＦＴ１６によって印加される電圧は容量分割され、液晶層１３に加わる電圧は透明電極１９の領域でのＣＬＣ１のみに印加される電圧よりも低いものとなる。
【００５３】
表示に用いられる光の波長をλとすると、反射型液晶素子で最も出射光の強度が得られるのは液晶層１３の複屈折率（リタデーション）がλ／４の場合であり、透過型液晶素子ではλ／２であることが知られている。また、液晶層１３に印加される電圧を増加していくと、液晶層１３の複屈折率は単調に増加することも知られている。このため、図３に示した等価回路となるように反射電極１８上に絶縁膜２１を積層することで、透明電極１９と絶縁膜２１表面に電位差が生じるようにして、透過モードと反射モードにおいて液晶層１３の複屈折率を最適な状態に調整することが可能となる。ここで、絶縁膜２１の材質としてはＳｉＮ、ＳｉＯ２、アクリルやアートンなどの有機材料等が利用可能であるが、液晶層１３の材質および厚さによって図３のＣＬＣ１およびＣＬＣ２の容量が変化し、印加電圧と複屈折率の関係も液晶層１３の材質によって異なるため、絶縁膜２１の材質および厚さは適宜調整を行う必要がある。
【００５４】
図６は、図５に示す半透過型液晶表示装置の製造工程における下部側基板の製造工程を示す説明図である。先ず、絶縁性基板１４の上に、ゲート電極１６ａを形成して絶縁保護膜１５を積層し、絶縁保護膜１５の上に、ドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ及びソース電極１６ｄをそれぞれ形成して、スイッチング素子としてのＴＦＴ１６の基板を形成する（（ａ）参照）。更に、ＴＦＴ１６を覆って絶縁層１７を積層し、ソース電極１６ｄまで通じるコンタクトホール２０を絶縁層１７に形成する（（ｂ）参照）。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ１６に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他のスイッチング素子の基板を形成しても良い。
【００５５】
次に、絶縁層１７を覆ってＩＴＯで透明電極１９を積層し、コンタクトホール２０を介してソース電極１６ｄと透明電極１９を電気的に接触させる（（ｃ）参照）。透明電極１９を積層する際に、マスキングを施してスパッタ法を用いることにより選択的に透過領域にのみＩＴＯを形成することができる。更に、透明電極１９上にマスキングを施してスパッタ法等を用いて反射電極１８を形成する（（ｄ）参照）。その後、透明電極１９上にマスクを施してＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２を反射電極１８上に積層して絶縁膜２１を形成する（（ｅ）参照）。次に、反射電極１８および透明電極１９および絶縁膜２１上に、ポリイミドの配向膜２２を塗布し、液晶を配向させたい方向にラビングを行う（図示せず）。また、絶縁層２１を対向基板１２の反射電極１８に対向する領域に積層してもよい。さらに、反射電極１８上および対向基板１２の反射電極１８に対向する領域の両方に絶縁層２１を積層してもよい。
【００５６】
なお、反射電極１８の材料は、Ａｌに限るものではなく、他の導電性材料により形成しても良い。以上に述べたように下部側基板１１を製造し、カラーフィルタ２６および透明電極２５を積層した対向側基板１２と枠部材を介して対向させ、両基板間に液晶層１３を注入することにより、液晶表示装置の製造を行う。下部側基板１１の液晶層１３と接する面は、ほぼ平坦な状態とすることができるため、透過領域と反射領域の境界付近での液晶層１３の配向乱れ等は発生しない。
【００５７】
【実施の形態３】
さらに本願発明の他の実施の形態を以下に示す。実施の形態１の図１と同様に、下部側基板１１は、絶縁性基板１４、絶縁保護膜１５（図示せず）、ＴＦＴ１６、絶縁層１７、反射電極１８及び透明電極１９を有している。絶縁性基板１４の上には、絶縁保護膜１５が積層され、絶縁保護膜１５の上には、ＴＦＴ１６が形成されている。ＴＦＴ１６は、絶縁性基板１４上のゲート電極１６ａ、ゲート電極１６ａを覆う絶縁保護膜１５上のドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ、ソース電極１６ｄ及び第２ソース電極３０を有している。また、下部側基板１１の周縁部に設けられた端子領域には、絶縁性基板１４上のゲート端子部２１と共に、ゲート端子部２３を覆う絶縁保護膜１５上のドレイン端子部２４が形成されている。
【００５８】
図７は本願発明の実施の形態３の下部側基板の構造を一部について簡素化して示したものである。ソース電極１６ｄと第２ソース電極３０は、ＳｉＯ２の絶縁膜２１を介して接続されている。絶縁層１７には、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに達するコンタクトホール２０と、第２ソース電極３０に達するコンタクトホール２０が開けられている。更に、コンタクトホール２０と共に絶縁層１７を覆って、反射電極１８および透明電極１９が積層されている。透明電極１９は、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄ又はドレイン電極１６ｂに接続され画素電極としての機能を有する。反射電極１８は第２ソース電極３０に接続され、反射板および画素電極としての機能を有する。反射電極１８と透明電極１９とは、直接電気的に接続されていない。また、図示していないが反射電極１８および透明電極１９を覆って、液晶分子を配向させるためのポリイミド等の配向膜２２が積層され、ラビングが施されることにより液晶層１３の液晶分子の配向方向が決定される。
【００５９】
透明電極１９はＴＦＴ１６のソース電極１６ｄとコンタクトホール２０を介して電気的に接続されているために、ＴＦＴ１６の供給する電位と透明電極１９の電位は等しくなる。しかし、反射電極１８は絶縁膜２１を介してＴＦＴ１６と接続された第２ソース電極と接続されているために、反射電極１８の電位は透明電極１９の電位よりも低いものとなる。このとき、反射電極１８と透明電極１９と絶縁膜２１によってキャパシタが形成された状態となる。
【００６０】
実施の形態３の液晶表示装置を等価回路として表すと、実施の形態１および実施の形態２と同様に図３に示したものとなる。下部側基板１１と対向側基板１２とで液晶層１３を挟み込む構造となっている様子をキャパシタとみなし、透明電極１９と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ１、反射電極１８と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ２、反射電極１８および第２ソース電極３０が絶縁膜２１を介してソース電極１６ｄと接しているのをＣ１とする。反射電極１８の領域ではＣＬＣ２とＣ１の二つのキャパシタが直列に接続されているため、ＴＦＴ１６によって印加される電圧は容量分割され、液晶層１３に加わる電圧は透明電極１９の領域でのＣＬＣ１のみに印加される電圧よりも低いものとなる。
【００６１】
表示に用いられる光の波長をλとすると、反射型液晶素子で最も出射光の強度が得られるのは液晶層１３の複屈折率（リタデーション）がλ／４の場合であり、透過型液晶素子ではλ／２であることが知られている。また、液晶層１３に印加される電圧を増加していくと、液晶層１３の複屈折率は単調に増加することも知られている。このため、図３に示した等価回路となるようにソース電極１６ｄと第２ソース電極３０の間に絶縁膜２１を介在させることで、反射電極１８と透明電極１９に電位差が生じるようにして、透過モードと反射モードにおいて液晶層１３の複屈折率を最適な状態に調整することが可能となる。ここで、絶縁膜２１の材質としてはＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５等が利用可能であるが、液晶層１３の材質および厚さによって図３のＣＬＣ１およびＣＬＣ２の容量が変化し、印加電圧と複屈折率の関係も液晶層１３の材質によって異なるため、絶縁膜２１の材質および厚さは適宜調整を行う必要がある。
【００６２】
図８は、図７に示す半透過型液晶表示装置の製造工程における下部側基板の製造工程を示す説明図である。先ず、絶縁性基板１４の上に、ゲート電極１６ａを形成して絶縁保護膜１５を積層し、絶縁保護膜１５の上に、ドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ及びソース電極１６ｄをそれぞれ形成して、スイッチング素子としてのＴＦＴ１６の基板を形成する（（ａ）参照）。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ１６に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他のスイッチング素子の基板を形成しても良い。次に、絶縁保護膜１５およびＴＦＴ１６にマスク２９を施してソース電極１６ｄ端部のみを露出させた状態で陽極酸化法を用いて絶縁膜２１を形成する（（ｂ）参照）。
【００６３】
次に、絶縁保護膜１５上の所定位置に、絶縁膜２１を介してソース電極１６ｄと接続するように第２ソース電極３０をパターニングする（（ｃ）参照）。更に、ＴＦＴ１６を覆って絶縁層１７を積層し、ソース電極１６ｄまで通じるコンタクトホール２０と第２ソース電極３０まで通じるコンタクトホール２０を絶縁層１７に形成する（（ｄ）参照）。次に、絶縁層１７を覆ってＩＴＯで透明電極１９を積層し、コンタクトホール２０を介してソース電極１６ｄと透明電極１９を電気的に接触させる。透明電極１９を積層する際に、マスキングを施してスパッタ法を用いることにより選択的に透過領域にのみＩＴＯを形成することができる（（ｅ）参照）。
【００６４】
その後、絶縁層１７を覆ってＡｌの反射電極１８を絶縁層１７上に形成し、コンタクトホール２０を介して第２ソース電極３０と反射電極１８を電気的に接触させる。反射電極１８を積層する際に、マスキングを施して真空蒸着を用いることにより選択的に反射領域にのみＡｌ膜を形成することができる（（ｆ）参照）。なお、反射電極１８の材料は、Ａｌに限るものではなく、他の導電性材料により形成しても良い。次に、反射電極１８および透明電極１９および絶縁膜２１上に、ポリイミドの配向膜２２を塗布し、液晶を配向させたい方向にラビングを行う（図示せず）。
【００６５】
以上に述べたように下部側基板１１を製造し、カラーフィルタ２６および透明電極２５を積層した対向側基板１２と枠部材を介して対向させ、両基板間に液晶層１３を注入することにより、液晶表示装置の製造を行う。下部側基板１１の液晶層１３と接する面は、ほぼ平坦な状態とすることができるため、透過領域と反射領域の境界付近での液晶層１３の配向乱れ等は発生しない。
【００６６】
【実施の形態４】
さらに本願発明の他の実施の形態を以下に示す。実施の形態１の図１と同様に、下部側基板１１は、絶縁性基板１４、絶縁保護膜１５（図示せず）、ＴＦＴ１６、絶縁層１７、反射電極１８及び透明電極１９を有している。絶縁性基板１４の上には、絶縁保護膜１５が積層され、絶縁保護膜１５の上には、ＴＦＴ１６が形成されている。ＴＦＴ１６は、絶縁性基板１４上のゲート電極１６ａ、ゲート電極１６ａを覆う絶縁保護膜１５上のドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ、及びソース電極１６ｄを有している。また、下部側基板１１の周縁部に設けられた端子領域には、絶縁性基板１４上のゲート端子部２１と共に、ゲート端子部２３を覆う絶縁保護膜１５上のドレイン端子部２４が形成されている。
【００６７】
図９は本願発明の実施の形態４の下部側基板の構造を一部について簡素化して示したものである。絶縁層１７には、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに達するコンタクトホール２０が開けられている。更に、コンタクトホール２０と共に絶縁層１７を覆って、透明電極１９および絶縁膜２１および反射電極１８が積層されている。透明電極１９は、ＴＦＴ１６のソース電極１６ｄに接続され画素電極としての機能を有する。透明電極と反射電極１８の間には、ＳｉＯ２等の透明な絶縁膜２１が積層されている。反射電極１８は透明電極１９と絶縁膜２１を介して電気的に接続されて、反射板および画素電極としての機能を有する。
【００６８】
絶縁層１７は凹凸表面を形成しており、絶縁層１７の上に積層された透明電極１９および反射電極１８も凹凸表面を形成する。また、反射電極１８の凹凸表面の頂点領域と底領域では、反射電極１８および絶縁膜２１が除去され、透明電極１９が液晶層１３と接する状態となるように開口部３１が形成されている。
【００６９】
また、図示していないが反射電極１８および透明電極１９を覆って、液晶分子を配向させるためのポリイミド等の配向膜２２が積層され、ラビングが施されることにより液晶層１３の液晶分子の配向方向が決定される。透明電極１９はＴＦＴ１６のソース電極１６ｄとコンタクトホール２０を介して電気的に接続されているために、ＴＦＴ１６の供給する電位と透明電極１９の電位は等しくなる。しかし、反射電極１８は絶縁膜２１を介して透明電極１９と接続されているために、反射電極１８の電位は透明電極１９の電位よりも低いものとなる。このとき、反射電極１８と透明電極１９と絶縁膜２１によってキャパシタが形成された状態となる。
【００７０】
実施の形態４の液晶表示装置を等価回路として表すと、実施の形態１乃至実施の形態３と同様に図３に示したものとなる。下部側基板１１と対向側基板１２とで液晶層１３を挟み込む構造となっている様子をキャパシタとみなし、開口部３１における透明電極１９と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ１、反射電極１８と対向基板１２の組み合わせをＣＬＣ２、反射電極１８と透明電極１９が絶縁膜２１を介して接しているのをＣ１とする。反射電極１８の領域ではＣＬＣ２とＣ１の二つのキャパシタが直列に接続されているため、ＴＦＴ１６によって印加される電圧は容量分割され、液晶層１３に加わる電圧は透明電極１９の領域でのＣＬＣ１のみに印加される電圧よりも低いものとなる。
【００７１】
表示に用いられる光の波長をλとすると、反射型液晶素子で最も出射光の強度が得られるのは液晶層１３の複屈折率（リタデーション）がλ／４の場合であり、透過型液晶素子ではλ／２であることが知られている。また、液晶層１３に印加される電圧を増加していくと、液晶層１３の複屈折率は単調に増加することも知られている。このため、図３に示した等価回路となるように反射電極１８上に絶縁膜２１を積層することで、透明電極１９と絶縁膜２１表面に電位差が生じるようにして、透過モードと反射モードにおいて液晶層１３の複屈折率を最適な状態に調整することが可能となる。ここで、絶縁膜２１の材質としてはＳｉＮ、ＳｉＯ２、アクリルやアートンなどの有機材料等が利用可能であるが、液晶層１３の材質および厚さによって図３のＣＬＣ１およびＣＬＣ２の容量が変化し、印加電圧と複屈折率の関係も液晶層１３の材質によって異なるため、絶縁膜２１の材質および厚さは適宜調整を行う必要がある。
【００７２】
図１０は、図９に示す半透過型液晶表示装置の製造工程における下部側基板の製造工程を示す説明図である。先ず、絶縁性基板１４の上に、ゲート電極１６ａを形成して絶縁保護膜１５を積層し、絶縁保護膜１５の上に、ドレイン電極１６ｂ、半導体層１６ｃ及びソース電極１６ｄをそれぞれ形成して、スイッチング素子としてのＴＦＴ１６の基板を形成する（（ａ）参照）。なお、スイッチング素子としてＴＦＴ１６に限るものではなく、例えば、ダイオード等、その他のスイッチング素子の基板を形成しても良い。
【００７３】
更に、ＴＦＴ１６を覆って絶縁層１７を積層し、絶縁層１７に凹凸表面を形成するために、平坦な絶縁層１７を積層した後にマスキングを施し、フォトレジストによって絶縁層１７に段差を生じさせる。その後に熱処理を行って絶縁層１７の段差部分の角を丸く焼きなまし、なだらかな表面の凹凸をもつ絶縁層１７を形成する。ソース電極１６ｄまで通じるコンタクトホール２０を絶縁層１７に形成する（（ｂ）参照）。次に、スパッタ法を用いて絶縁層１７を覆ってＩＴＯで透明電極１９を積層し、コンタクトホール２０を介してソース電極１６ｄと透明電極１９を電気的に接触させる（（ｃ）参照）。更に、透明電極１９上にＣＶＤ法を用いてＳｉＯ２の絶縁膜２１を積層する（（ｄ）参照）。その後、絶縁膜２１上に真空蒸着によりＡｌ膜である反射電極１８を形成する（（ｅ）参照）。
【００７４】
（ｂ）工程で絶縁層１７に凹凸を形成するために用いたマスクに基づいて、反射電極１８の凹凸表面の頂点領域と底領域を特定し、頂点領域と底領域に対応した位置に穴が開いているマスクを用いて、エッチングおよびフォトレジストによって頂点領域と底領域の反射電極１８および絶縁膜２１を除去して、開口部３１を形成する。開口部３１においては透明電極１９が露出した状態となる（（ｆ）参照）。
【００７５】
なお、反射電極１８の材料は、Ａｌに限るものではなく、他の導電性材料により形成しても良い。以上に述べたように下部側基板１１を製造し、カラーフィルタ２６および透明電極２５を積層した対向側基板１２と枠部材を介して対向させ、両基板間に液晶層１３を注入することにより、液晶表示装置の製造を行う。下部側基板１１の液晶層１３と接する面は、ほぼ平坦な状態とすることができるため、透過領域と反射領域の境界付近での液晶層１３の配向乱れ等は発生しない。
【００７６】
反射電極１８に開口部３１が設けられていることにより、透過モードでは下部側基板１１の液晶層１３と反対側からバックライト等によって光を照射することで、液晶層１３に光を透過させて液晶表示を行い、周囲が暗い状況においても表示を認識可能となる。開口部３１を形成した領域は対向側基板１２からの入射光を効率的に観察者側に反射できる領域ではないため、対向側基板１２から入射した光を反射電極１８で反射して液晶表示を行う反射モードにおいても、輝度の著しい低下を引き起こすことは無い。
【００７７】
【実施の形態５】
別の実施の形態として、下部側基板１１の薄膜トランジスタ１６に積層する絶縁層１７をカラーフィルタ２６に置き換えた液晶表示装置を以下に述べる。半透過型液晶表示装置の部分断面図および半透過型液晶表示装置の製造工程における反射電極製造工程は、実施の形態１乃至４と同様であり、これらとの相違点は、絶縁層１７がカラーフィルタ２６に置き換えられたことのみである。
【００７８】
反射モードの表示では、対向基板１２から入射した光が出射光となるまでに、対向基板１２に設けられたカラーフィルタ２６を二回通過し、透過モードの表示では、バックライト２８からの光が出射光となるまでに、下部側基板１１に設けられたカラーフィルタ２６と、対向基板１２に設けられたカラーフィルタ２６を通過する。両モードにおいて、カラーフィルタを二回通過することにより、反射モードと透過モードにおける色表現を同一にすることが可能となる。また、透過モードと反射モードで独立して表示の色バランスを決定することも可能となる。
【００７９】
【発明の効果】
透過領域の液晶層に印加される駆動電圧よりも、反射電極の液晶層に印加される駆動電圧が小さいことにより、反射領域での液晶層の複屈折率が透過領域での液晶層の複屈折率よりも小さくなり、反射モードと透過モードにそれぞれ最適な複屈折率にすることが可能となり、両モードでの出射光強度を最適化することが可能となる。また、容量分割によって透過領域と反射領域の駆動電圧に差を生じさせることにより、一つの薄膜トランジスタが供給する電圧で同時に透過領域と反射領域の駆動を行うことが可能となり、薄膜トランジスタの増加や駆動電圧制御の複雑さを排除することが可能となり、液晶表示装置の製造コスト低減をはかることができる。また、透過領域と反射領域のセルギャップが実質的に等しいことにより、液晶層中の電気力線の乱れによって生じる配向乱れや、プレチルト角の乱れによって生じるリバースティルトディスクリネーションなどの配向乱れを無くすことが可能であり、液晶表示の特性を改善することができる。
【００８０】
反射電極が絶縁膜を介して透明電極と接続されていること、反射電極上に絶縁膜が積層されていること、対向側基板の反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていること、反射電極上および対向側基板の反射電極に対向する領域に絶縁膜が積層されていること、第２のソース電極が絶縁膜を介してソース電極と接続されていること、透明電極に積層して絶縁膜が形成され、絶縁膜に積層して反射電極が形成されていることにより、反射電極と透明電極でキャパシタを形成することになり、容量分割によって透過領域と反射領域に電位差を生じさせることが可能である。また、開口部では反射電極および絶縁膜が除去されているため、開口部が透過領域として機能する。凹凸形状の頂点周辺領域と底周辺領域では、対向側基板から入射してきた光を効率的に観察者側に反射することが困難であるため、頂点周辺領域と底周辺領域に開口部を形成して透過領域とすることにより、反射モードにおいても透過モードにおいても効率的な液晶表示を行うことが可能となる。
【００８１】
絶縁膜の材質としてＳｉＮ、ＳｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔａ２Ｏ５、ＳｉＯ、Ａｌ２Ｏ５、アクリル、アートンを用いることが可能であるため、用途や製品品質や液晶材料等の諸条件に応じて最適となる絶縁膜を選択することができ、設計段階での自由度が高まる。また、対向基板と素子基板とにカラーフィルタが形成されていることにより、反射モードでは対向基板側のカラーフィルタを光が二度通過し、透過モードでは素子基板と対向基板のカラーフィルタを光が一度ずつ通過する。これにより、両モードでの色の変化を低減することが可能となる。また、透過モードと反射モードでの色合いをそれぞれ設定することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  実施の形態１の半透過型液晶表示装置の部分断面図
【図２】  実施の形態１の下部側基板の一部について簡素化して示した断面図
【図３】  図１および図２の等価回路
【図４】  実施の形態１の下部側基板の製造工程を示す図
【図５】  実施の形態２の下部側基板の一部について簡素化して示した断面図
【図６】  実施の形態２の下部側基板の製造工程を示す図
【図７】  実施の形態３の下部側基板の一部について簡素化して示した断面図
【図８】  実施の形態３の下部側基板の製造工程を示す図
【図９】  実施の形態４の下部側基板の一部について簡素化して示した断面図
【図１０】  実施の形態４の下部側基板の製造工程を示す図
【図１１】  従来の半透過型液晶表示装置の平面図
【図１２】  従来の半透過型液晶表示装置の断面図
【図１３】  従来の半透過型液晶表示装置における電気力線の乱れを示す図
【図１４】  従来の半透過型液晶表示装置における液晶分子の回転方向の乱れを示す図
【図１５】  反射モードおよび透過モードでの液晶層の厚さと出射光強度の関係を示す図
【符号の説明】
１…画素電極
２…ゲート配線
３…ソース配線
４…薄膜トランジスタ
５…反射領域
６…透過領域
７…透明電極
８…絶縁層
９…反射板
１０…電気力線
１１…下部側基板
１２…対向側基板
１３…液晶層
１４…絶縁性基板
１５…絶縁保護膜
１６…ＴＦＴ
１６ａ…ゲート電極
１６ｂ…ドレイン電極
１６ｃ…半導体層
１６ｄ…ソース電極
１７…絶縁層
１８…反射電極
１９…透明電極
２０…コンタクトホール
２１…絶縁層
２２…配向膜
２３…ゲート端子部
２４…ドレイン端子部
２５…透明電極
２６…カラーフィルタ
２７…絶縁性基板
２８…バックライト
２９…マスク
３０…第２ソース電極
３１…開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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