(57)【要約】【課題】  開口率を損なうことなく、白表示における着色を抑制することが可能な、液晶装置を提供する。【解決手段】  液晶層５０を挟持して対向配置されたＴＦＴアレイ基板１０および対向基板２０と、ＴＦＴアレイ基板１０の液晶層５０側に配置された画素電極９および共通電極１９とを備え、画素電極９および共通電極１９の間に生じる電界により液晶層５０を駆動する液晶装置であって、画素電極９および共通電極１９が同層に配置された青サブ画素８Ｂと、画素電極の少なくとも一部が第２層間絶縁膜１３を介して共通電極１９より下層に配置された赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇとを備えている。【選択図】        図４
2007058007.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶層を挟持して対向配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板の前記液晶層側に配置された第１電極および第２電極とを備え、前記第１電極および前記第２電極の間に生じる電界により前記液晶層を駆動する液晶装置であって、
前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素と、を備えたことを特徴とする液晶装置。
【請求項２】
前記第１基板または前記第２基板のうち、一方の前記基板から入射した光を反射する反射膜が、他方の前記基板側に形成され、
前記第１電極および前記第２電極は、前記反射膜が存在する反射表示領域および前記反射膜が存在しない透過表示領域のそれぞれに配置され、
前記反射表示領域において前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記反射表示領域において前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素とを備えた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基板または前記第２基板のうち一方の前記基板から入射した光を反射する反射膜が他方の前記基板側に形成され、
前記第１電極および前記第２電極は、前記反射膜が存在する反射表示領域および前記反射膜が存在しない透過表示領域のそれぞれに配置され、
前記透過表示領域において前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記透過表示領域において前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素とを備えた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２サブ画素は、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、光透過率が最大となる第１カラーフィルタの形成領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項５】
前記第１カラーフィルタは、緑色光を透過するものであることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
【請求項６】
前記第２サブ画素は、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、光透過率が最小となる第２カラーフィルタの形成領域以外の領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の液晶装置。
【請求項７】
前記第２カラーフィルタは、青色光を透過するものであることを特徴とする請求項６に記載の液晶装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の液晶装置を備えた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、液晶装置および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
液晶装置の一形態として、液晶層に基板面方向の電界を作用させて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と称する。）のものが知られている。横電界方式として、前記電界を生じさせる電極の形態により、ＩＰＳ（In-Plane Switching）方式やＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式等と呼ばれるものが知られている。ＩＰＳ方式は、全ての第１電極と全ての第２電極とが同層に配置されるものであり、ＦＦＳ方式は、全ての第１電極と全ての第２電極とが異層に配置されるものである。
【０００３】
横電界方式の液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板および第２基板と、第１基板の液晶層側に配置された第１電極および第２電極とを備えている。なお画像表示単位となるサブ画素領域に対応して、ＲＧＢ３原色光をそれぞれ透過する複数のカラーフィルタが設けられている。
【特許文献１】特開２００２−２１４６４４号公報
【特許文献２】特開平１０−１４８８２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
一般に、異なる色光を透過するサブ画素領域では、異なるＴ−Ｖ特性（光透過率−電圧特性）を示すことが知られている。具体的には、選択電圧印加時において、緑色光を透過するサブ画素領域の光透過率が最大となり、青色光を透過するサブ画素領域の光透過率が最小となる。その結果、加色混合方式により白表示を行う際に、黄色に着色するという問題がある。この問題は、広視野角においてより顕著になる。
【０００５】
これに対して、特許文献１では、どの電圧においても色ズレが発生することのない液晶表示装置を提供することを目的として、カラーフィルタの分光透過特性に対応して、各画素における共通電極の幅を変化させることにより、各画素における隣接する画素電極の側端と共通電極の側端との間の距離を変化させている。しかしながら、画素ごとに電極幅や電極間隔を変更することは設計上煩雑であり、また電極幅を広げると開口率を低下させることになる。
【０００６】
また特許文献２には、広い視角を有し、良好な多階調表示を実現できる横電界駆動方式の液晶表示素子において、色つきの発生を防止することを目的として、櫛形電極である共通電極および画素電極を互いに平行で、かつ、略「く」の字に形成している。しかしながら、モバイル用途など高精細パネルでは、電極形状をくの字型にすることで開口率が低下するという問題点がある。
【０００７】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、開口率を損なうことなく、白表示における着色を抑制することが可能な、液晶装置の提供を目的とする。
また、表示品質に優れた電子機器の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る液晶装置は、液晶層を挟持して対向配置された第１基板および第２基板と、前記第１基板の前記液晶層側に配置された第１電極および第２電極とを備え、前記第１電極および前記第２電極の間に生じる電界により前記液晶層を駆動する液晶装置であって、前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
第１電極と第２電極とを異層に配置した場合には、第１電極と第２電極とを同層に配置した場合と比べて電極間の距離が長くなるので、電極間に発生する電界が小さくなる。電界が小さくなると、液晶の配向規制力が弱くなり、光透過率が変化する。そこで、第１電極および第２電極が同層に配置された第１サブ画素と、第１電極および第２電極が異層に配置された第２サブ画素とを備えることにより、各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になる。したがって、加色混合方式により白表示を行う際の着色を抑制することができる。なお電極の拡幅等を必要としないので、開口率を損なうことはない。
【００１０】
また前記第１基板または前記第２基板のうち、一方の前記基板から入射した光を反射する反射膜が、他方の前記基板側に形成され、前記第１電極および前記第２電極は、前記反射膜が存在する反射表示領域および前記反射膜が存在しない透過表示領域のそれぞれに配置され、前記反射表示領域において前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記反射表示領域において前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素とを備えることが望ましい。
この構成によれば、反射表示領域における各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になり、白表示を行う際の着色を抑制することができる。
【００１１】
また前記第１基板または前記第２基板のうち一方の前記基板から入射した光を反射する反射膜が他方の前記基板側に形成され、前記第１電極および前記第２電極は、前記反射膜が存在する反射表示領域および前記反射膜が存在しない透過表示領域のそれぞれに配置され、前記透過表示領域において前記第１電極および前記第２電極が同じ層に配置された第１サブ画素と、前記透過表示領域において前記第１電極の少なくとも一部が絶縁層を介して前記第２電極とは異なる層に配置された第２サブ画素とを備えることが望ましい。
この構成によれば、透過表示領域における各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になり、白表示を行う際の着色を抑制することができる。
【００１２】
また前記第２サブ画素は、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、光透過率が最大となる第１カラーフィルタの形成領域に配置されていることが望ましい。前記第１カラーフィルタは、緑色光を透過するものであることが望ましい。
第２サブ画素では、第１電極と第２電極とを異層に配置するので、第１電極および第２電極を同層に配置する場合と比べて光透過率が小さくなる。そこで、光透過率が最大となる第１カラーフィルタの形成領域を第２サブ画素に設定することにより、各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になる。したがって、白表示を行う際の着色を抑制することができる。
【００１３】
また前記第２サブ画素は、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、光透過率が最小となる第２カラーフィルタの形成領域以外の領域に配置されていることが望ましい。前記第２カラーフィルタは、青色光を透過するものであることが望ましい。
この構成によれば、各サブ画素間の光透過率の差がより小さくなって、各サブ画素の光透過率を同等に揃えることが可能になる。したがって、白表示を行う際の着色を抑制することができる。
【００１４】
一方、本発明に係る電子機器は、上述した液晶装置を備えたことを特徴とする。
この構成によれば、白表示を行う際の着色を抑制することが可能な液晶装置を備えているので、表示品質に優れた電子機器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】
【００１５】
以下、本発明の第１実施形態に係る液晶装置について図面を参照して説明する。なお、各実施形態で参照する図面においては、各層や各部材を図面上で認識可能な程度の大きさとするため、各層や各部材毎に縮尺を異ならせて表示している。
【００１６】
なお本明細書では、液晶装置の各構成部材における液晶層側を内側と呼び、その反対側を外側と呼ぶことにする。また、画像表示の最小単位となる表示領域を「サブ画素領域」と呼び、各色カラーフィルタを備えた一組のサブ画素領域の集合を「画素領域」と呼ぶ。またサブ画素領域の内部において、液晶装置の表示面側から入射する光を利用した表示が可能な領域を「反射表示領域」と呼び、液晶装置の背面側（前記表示面と反対側）から入射する光を利用した表示が可能な領域を「透過表示領域」と呼ぶ。また、「非選択電圧印加時」および「選択電圧印加時」とは、それぞれ「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧近傍である時」および「液晶層への印加電圧が液晶のしきい値電圧に比べて十分高い時」を意味しているものとする。
【００１７】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態の液晶装置を構成するマトリクス状に形成された複数のサブ画素領域の回路構成図である。図２（ａ）は液晶装置の任意の１サブ画素領域における平面構成図であり、図２（ｂ）は、液晶装置を構成する各光学素子の光学軸の配置関係を示す説明図である。図３は図２（ａ）のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。本実施形態の液晶装置は、基板上にカラーフィルタを具備したカラー液晶装置であり、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色光を出力する３個のサブ画素で１個の画素を構成するものとなっている。
【００１８】
（等価回路）
図１に示すように、液晶装置１００の画像表示領域には、複数のサブ画素領域がマトリクス状に配置されている。各サブ画素領域には、画素電極９と、その画素電極９をスイッチング制御するためのＴＦＴ３０とが形成されている。そのＴＦＴ３０のソースには、データ線駆動回路１０１から延びるデータ線６ａが電気的に接続されている。データ線駆動回路１０１は、データ線６ａを介して画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎを各画素に供給する。画像信号Ｓ１〜Ｓｎは、この順に線順次に供給してもよいし、相隣接する複数のデータ線６ａ同士に対して、グループ毎に供給してもよい。
【００１９】
またＴＦＴ３０のゲートには、走査線駆動回路１０２から延びる走査線３ａが電気的に接続されている。走査線駆動回路１０２は、走査線３ａに対して所定のタイミングでパルス的に走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｍを供給する。走査信号Ｇ１〜Ｇｍは、この順に線順次でＴＦＴ３０のゲートに印加されるようになっている。一方、ＴＦＴ３０のドレインには前記画素電極９が電気的に接続されている。そして、走査信号Ｇ１、Ｇ２、‥、Ｇｍの入力によりスイッチング素子であるＴＦＴ３０が一定期間だけオン状態とされることで、データ線６ａから供給される画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎが、所定のタイミングで画素電極９に書き込まれるようになっている。
【００２０】
画素電極９を介して液晶に書き込まれた所定レベルの画像信号Ｓ１、Ｓ２、‥、Ｓｎは、画素電極９と共通電極との間に形成される液晶容量で一定期間保持される。ここで、保持された画像信号がリークするのを防ぐため、液晶容量と並列に蓄積容量７０が形成されている。この蓄積容量７０は、ＴＦＴ３０のドレインと容量線３ｂとの間に設けられている。
【００２１】
（平面構成）
次に、液晶装置１００の平面構成につき図２（ａ）を用いて説明する。図２（ａ）はＴＦＴアレイ基板（第１基板）の平面図である。
図２（ａ）に示すように、液晶装置１００のサブ画素領域には、当該サブ画素領域とほぼ同一の平面形状を有するカラーフィルタ２２が設けられている。またサブ画素領域の図示左上の角部には、ＴＦＴアレイ基板と対向基板とを所定間隔で離間させて液晶層厚（セルギャップ）を一定に保持するための柱状スペーサ４０が立設されている。
【００２２】
そのサブ画素領域の周縁部には、Ｙ軸方向に延びるデータ線６ａと、Ｘ軸方向に延びる走査線３ａおよび容量線３ｂとが、平面視略格子状に配線されている。そのデータ線６ａと走査線３ａとの交差部近傍には、ＴＦＴ３０が設けられている。ＴＦＴ３０は、走査線３ａの平面領域内に部分的に形成された島状のアモルファスシリコン膜からなる半導体層３５と、平面視において半導体層３５と部分的に重なって形成されたソース電極６ｂおよびドレイン電極３２とを備えている。なお走査線３ａは、半導体層３５と平面的に重なる位置で、ＴＦＴ３０のゲート電極として機能する。
【００２３】
ＴＦＴ３０のソース電極６ｂは、データ線６ａから分岐されて半導体層３５に延びる平面視略逆Ｌ形の配線である。一方、ＴＦＴ３０のドレイン電極３２は、サブ画素領域の−Ｘ側の端辺に沿って延びる接続配線３１ａを介して、容量電極３１に接続されている。容量電極３１は、容量線３ｂと平面的に重なって形成された平面視略矩形状の導電部材であり、容量電極３１と容量線３ｂとが平面的に重なる領域に、これら容量電極３１及び容量線３ｂを電極とする蓄積容量７０が形成されている。また、容量電極３１上に画素電極９のコンタクト部９ｂが配置され、同位置に設けられたコンタクトホール４５を介して容量電極３１と画素電極９とが電気的に接続されている。
【００２４】
上述したデータ線６ａ、走査線３ａ、接続配線３１ａおよび容量線３ｂによって囲まれる平面視略矩形状の領域に、平面視略櫛歯状を成す画素電極（第１電極）９および共通電極（第２電極）１９が形成されている。画素電極９および共通電極１９は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）等の透明導電材料を用いて形成されているが、クロム等の金属材料を用いて形成することもできる。
【００２５】
画素電極９は、容量線３ｂに沿って延びる基端部９ａと、この基端部９ａから分岐されて＋Ｙ方向に延びる帯状電極９ｃと、基端部９ａの中央から−Ｙ側に延出されたコンタクト部９ｂとを備えて構成されている。
共通電極１９は、走査線３ａと平面的に重なる位置に形成されてＸ軸方向に延在する本線部１９ａと、本線部１９ａから分岐されて−Ｙ側に延びる帯状電極１９ｃとを備えて構成されている。そして画素電極９の各帯状電極９ｃと共通電極１９の各帯状電極１９ｃとは、一対の櫛歯が噛み合うように、平面視において略等間隔で交互に配置されている
【００２６】
（断面構成）
次に、液晶装置１００の断面構成につき、図３を用いて説明する。図３は図２（ａ）のＡ−Ａ'線に沿う部分断面構成図である。
図３に示すように、液晶装置１００は、ＴＦＴアレイ基板（第１基板）１０と対向基板（第２基板）２０との間に液晶層５０を挟持した構成を備えている。
【００２７】
ＴＦＴアレイ基板１０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体１０Ａを備えている。その基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、酸化シリコン等の透明絶縁材料からなる第１層間絶縁膜１２が形成されている。この第１層間絶縁膜１２上に、走査線３ａ及び容量線３ｂが形成されており、これらの走査線３ａ及び容量線３ｂを覆って、酸化シリコン等の透明絶縁材料からなるゲート絶縁膜１１が形成されている。
【００２８】
容量線３ｂと対向するゲート絶縁膜１１上の位置には、容量電極３１が形成されている。容量電極３１は、これに対向する容量線３ｂとともに、ゲート絶縁膜１１を誘電体膜とする蓄積容量７０を形成している。また走査線３ａと対向するゲート絶縁膜１１上の位置には、アモルファスシリコンの半導体層３５が形成されている。走査線３ａは、半導体層３５と対向する領域においてＴＦＴ３０のゲート電極を構成している。また半導体層３５の両端部に乗り上げるようにして、ゲート絶縁膜１１上にソース電極６ｂおよびドレイン電極３２が設けられている。このドレイン電極３２は、図２（ａ）に示したように、接続配線３１ａ及び容量電極３１と一体に形成されている。
【００２９】
図３に戻り、半導体層３５、ソース電極６ｂ、ドレイン電極３２、及び容量電極３１を覆って、酸化シリコン等からなる第２層間絶縁膜１３が形成されている。その第２層間絶縁膜１３上に、ＩＴＯ等の透明導電材料からなる共通電極１９及び画素電極９が形成されている。また第２層間絶縁膜１３を貫通して、容量電極３１に達するコンタクトホール４５が形成されており、このコンタクトホール４５内に画素電極９のコンタクト部９ｂが一部埋設されている。これにより、画素電極９と容量電極３１とが電気的に接続されている。これらの画素電極９及び共通電極１９を覆って、ポリイミド等の配向膜１８が形成されている。
【００３０】
一方、対向基板２０は、ガラスや石英、プラスチック等の透光性の基板本体２０Ａを備えている。その基板本体１０Ａの内面側（液晶層５０側）には、カラーフィルタ２２が設けられており、カラーフィルタ２２上にポリイミド等の配向膜２８が積層されている。なおカラーフィルタ２２上には、さらに透明樹脂材料等からなる平坦化膜を積層することが好ましい。これにより、対向基板２０表面を平坦化して液晶層５０の厚さを均一化することができ、サブ画素領域内で駆動電圧が不均一になりコントラストが低下するのを防止することができる。
【００３１】
上述したＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０との間に、液晶層５０が挟持されている。この液晶層５０は、選択電圧印加時により電界方向と平行に配向する誘電率異方性が正の液晶によって構成されている。液晶層５０は、ＴＦＴアレイ基板１０と対向基板２０とが対向する領域の縁端に沿って設けられた図示略のシール材によって、基板１０，２０間に封止されている。
【００３２】
ＴＦＴアレイ基板１０の外面側（液晶層５０と反対側）には偏光板１４が積層されており、対向基板２０の外面側にも偏光板２４が配設されている。なお各基板１０，２０と偏光板１４，２４との間に、必要に応じて位相差板を配置してもよい。またＴＦＴアレイ基板１０の背面側（図示下面側）には、導光板９１と反射板９２とを具備したバックライト（照明装置）９０が設けられている。
【００３３】
（光学軸の配置、液晶装置の動作）
図２（ｂ）は、本実施形態の液晶装置における各光学軸の配置例である。配向膜のラビング方向１５１は、画素電極と共通電極との間に形成される横電界の主方向（Ｘ軸方向）と交差する方向（一致しない方向）に設定されている。なお横電界方向に対して垂直以外の角度で交差する方向にラビング方向１５１を設定すれば、横電界の作用時に液晶分子を同一方向に回動させることができる。本実施形態の場合、ＴＦＴアレイ基板側の配向膜のラビング方向と対向基板側の配向膜のラビング方向とは、平面視において同一のラビング方向１５１であり、Ｘ軸方向に対して約６０°〜８５°の角度を成している。一方、ＴＦＴアレイ基板側の偏光板１４の透過軸１５３は、配向膜のラビング方向１５１と平行に配置され、対向基板側の偏光板２４の透過軸１５５は、偏光板１４の透過軸１５３と直交するように配置されている。なお配向膜のラビング方向１５１および偏光板１４，２４の透過軸１５３，１５５は、上記以外の配置とすることも可能である。
【００３４】
上述した液晶装置の動作につき、図２（ａ）を用いて説明する。非選択電圧印加時において、液晶層を構成する液晶分子５１は、ラビング方向１５１に沿って基板と水平に配向している。そして、画素電極９と共通電極１９との間に選択電圧を印加すると、帯状電極９ｃ、１９ｃの延在方向（Ｙ軸方向）に対して垂直方向（Ｘ軸方向）に横電界ＥＦｔが作用し、その横電界方向（Ｘ軸方向）に沿って液晶分子５１が再配向する。なお、配向膜のラビング方向１５１を、横電界方向と垂直以外の角度で交差する方向に設定しているので、全ての液晶分子を同一方向に回動させることができる。液晶装置１００は、このような液晶分子５１の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して明暗表示を行うようになっている。
【００３５】
（電極の積層配置）
図４は第１実施形態に係る液晶装置の画素領域の説明図であり、図４（ａ）は図４（ｂ）のＤ−Ｄ線における側面断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）のＣ−Ｃ線における平面断面図である。なお図４（ａ）では、理解を容易にするため、各サブ画素領域におけるＴＦＴやデータ線、走査線、容量線等の記載を省略している。また図４（ｂ）では、偏向板やバックライト等の記載を省略している。
【００３６】
図４（ａ）に示すように、本実施形態における１個の画素は、Ｒ（赤）の色光を透過するカラーフィルタ２２Ｒが形成されたサブ画素（以下「赤サブ画素」という。）８Ｒ、Ｇ（緑）の色光を透過するカラーフィルタ２２Ｇが形成されたサブ画素（以下「緑サブ画素」という。）８Ｇ、およびＢ（青）の色光を透過するカラーフィルタ２２Ｂが形成されたサブ画素（以下「青サブ画素」という。）８Ｂの３個のサブ画素によって構成されている。
これらの各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂを連通するように、各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの＋Ｙ方向の端部に、共通電極１９の本線部１９ａが形成されている。その本線部１９ａから、１本の帯状電極１９ｃが−Ｙ方向に延設されている。この帯状電極１９ｃは、各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８ＢのＸ方向の中央部において、本線部１９ａから分岐されている。
【００３７】
一方、各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの−Ｙ方向の端部には、画素電極９の基端部９ａが配置されている。その基端部９ａから、２本の帯状電極９ｃが＋Ｙ方向に延設されている。これらの帯状電極９ｃは、各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの±Ｘ方向の端部において、基端部９ａから分岐されている。そして、共通電極１９の各帯状電極１９ｃと画素電極９の各帯状電極９ｃとは、一対の櫛歯が噛み合うように、平面視において略等間隔で交互に配置されている。なお共通電極１９の各帯状電極１９ｃおよび画素電極９の各帯状電極９ｃは、上述した本数以外の本数であってもよく、また上述した方向以外の方向に延設されていてもよい。
【００３８】
一方、図４（ｂ）の側面視においては、赤サブ画素８Ｒおよび青サブ画素８Ｂの画素電極９が共通電極１９と同層に形成されているのに対して、緑サブ画素８Ｇの画素電極９が第２層間絶縁膜１３を介して共通電極１９より下層に形成されている。すなわち緑サブ画素８Ｇでは、ゲート絶縁膜１１の表面に画素電極９の帯状電極９ｃが形成され、その画素電極９を覆って第２層間絶縁膜１３が形成され、その第２層間絶縁膜１３の表面に共通電極１９の帯状電極１９ｃが形成されている。
なお図４（ａ）に示すように、赤サブ画素８Ｒおよび青サブ画素８Ｂの画素電極９は共通電極１９と同層に形成され、コンタクトホール４５を介して下層の容量電極３１に接続されている。これに対して緑サブ画素８Ｇの画素電極９は、容量電極３１を延設することによって容量電極３１と同層に形成されている。
【００３９】
図５は、各サブ画素におけるＴ−Ｖ特性のグラフである。なお、グラフＧ１は緑サブ画素において画素電極と共通電極とを同層に形成した場合のＴ−Ｖ特性であり、グラフＧ２は上記のように画素電極と共通電極とを異層に形成した場合のＴ−Ｖ特性である。
画素電極と共通電極とを異層に配置した場合には、両電極を同層に配置した場合と比べて電極間の距離が長くなるので、電極間に発生する電界が小さくなる。電界が小さくなると、液晶の配向規制力が弱くなり、光透過率が低下する。これにより、両電極を異層に配置した場合のＴ−Ｖ特性のグラフＧ２は、両電極を同層に配置した場合のグラフＧ１に比べて、急峻性（傾き）が小さくなっている。
【００４０】
一方、各サブ画素において画素電極と共通電極とを同層に配置した場合のＴ−Ｖ特性のグラフＲ，Ｇ１，Ｂを比較すると、選択電圧Ｖｓの印加時における光透過率は、緑サブ画素のグラフＧ１が最も高く、青サブ画素のグラフＢが最も低くなっている。すなわち、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、選択電圧印加時における光透過率が最大となるカラーフィルタは、緑色光を透過するカラーフィルタである。その緑色光を透過するカラーフィルタの形成領域に配置されている緑サブ画素において、選択電圧印加時における光透過率が最大となっている。
【００４１】
そこで第１実施形態では、緑サブ画素における画素電極の全部が絶縁層を介して共通電極と異層に配置されている。この場合、緑サブ画素のＴ−Ｖ特性はグラフＧ２のようになり、赤サブ画素のグラフＲおよび青サブ画素のグラフＢに接近する。その結果、選択電圧印加時における各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になり、加色混合方式により白表示を行う際の着色を抑制することができる。
なお本実施形態では、画素電極の拡幅等を必要としないので、開口率を損なうことはない。また製造工程を増加することなく画素電極を異層に配置することができるので、製造コストを増加させることもない。
【００４２】
なお図４（ｂ）に示すように、画素電極９と共通電極１９とを隔てる第２層間絶縁膜１３の膜厚が厚くなるほど、緑サブ画素８Ｇの光透過率が低下する。ただし、緑サブ画素８Ｇの光透過率が過度に低下すると、画像の明るさが低下するだけでなく、かえって白表示における着色を発生させることになる。そこで、画素電極９と共通電極１９とを隔てる第２層間絶縁膜１３の膜厚は、約２μｍ以下とすることが望ましい。
【００４３】
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る液晶装置につき、図６を用いて説明する。
図６は第２実施形態に係る液晶装置の画素領域の説明図であり、図６（ａ）は図６（ｂ）のＫ−Ｋ線における側面断面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＪ−Ｊ線における平面断面図である。なお図６（ａ）では、理解を容易にするため、各サブ画素領域におけるＴＦＴやデータ線、走査線、容量線等の記載を省略している。また図６（ｂ）では、偏向板やバックライト等の記載を省略している。なお第１実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００４４】
図６（ａ）および図６（ｂ）に示すように、第２実施形態では、青サブ画素８Ｂにおいて画素電極９が共通電極１９と同層に配置されているのに対して、赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇでは、画素電極９が絶縁層を介して共通電極１９より下層に配置されている。赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９は、第２層間絶縁膜１３を介して共通電極１９より下層に配置されている。
【００４５】
上述したように、選択電圧印加時における光透過率は、青サブ画素８Ｂが最も低くなっている。すなわち、異なる色光を透過する複数のカラーフィルタのうち、選択電圧印加時における光透過率が最小となるカラーフィルタは、青色光を透過するカラーフィルタである。その青色光を透過するカラーフィルタの形成領域に配置されている青サブ画素８Ｂにおいて、選択電圧印加時における光透過率が最小となっている。
【００４６】
そこで第２実施形態では、青サブ画素８Ｂ以外の赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇにおいて、画素電極９の全部が絶縁層を介して共通電極１９と異層に配置されている。この場合におけるＴ−Ｖ特性のグラフは、両電極を同層に配置した場合に比べて、急峻性（傾き）が小さくなる。その結果、緑サブ画素のＴ−Ｖ特性のグラフおよび赤サブ画素のＴ−Ｖ特性のグラフは、青サブ画素のＴ−Ｖ特性のグラフに接近する。これにより、選択電圧印加時における各サブ画素間の光透過率の差を小さくすることが可能になり、加色混合方式により白表示を行う際の着色を防止することができる。
【００４７】
（第３実施形態）
次に、本発明の第３実施形態に係る液晶装置につき、図７を用いて説明する。
図７は第２実施形態に係る液晶装置の画素領域の説明図であり、図７（ａ）は図７（ｂ）のＧ−Ｇ線における側面断面図であり、図７（ｂ）は図７（ａ）のＦ−Ｆ線における平面断面図である。なお図７（ａ）では、理解を容易にするため、各サブ画素領域におけるＴＦＴやデータ線、走査線、容量線等の記載を省略している。また図７（ｂ）では、偏向板やバックライト等の記載を省略している。なお上記各実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００４８】
図７（ａ）に示すように、第３実施形態の各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂでは、共通電極１９として２本の帯状電極が−Ｙ方向に延設され、画素電極９として３本の帯状電極が＋Ｙ方向に延設されている。共通電極１９の各帯状電極と画素電極９の各帯状電極とは、一対の櫛歯が噛み合うように、平面視において略等間隔で交互に配置されている。
【００４９】
一方、図７（ｂ）の側面視においては、青サブ画素８Ｂの画素電極９の全部が共通電極１９と同層に形成されているのに対して、赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇでは画素電極９の一部が第２層間絶縁膜１３を介して共通電極１９より下層に形成されている。なお赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９の残部は、共通電極１９と同層に形成されている。なお図７（ａ）に示すように、赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９の一部は、容量電極３１を延設することによって容量電極３１と同層に形成されている。また赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９の残部は、共通電極１９と同層に形成され、コンタクトホール４５を介して下層の容量電極３１に接続されている。
【００５０】
図７（ｂ）に示すように、画素電極９の一部を共通電極１９と異層に配置した本実施形態では、画素電極９の全部を共通電極１９と同層に配置した従来技術と比べて、その一部において両電極間の距離が長くなる。ただし、画素電極９の全部を共通電極１９と異層に配置した第２実施形態と比べれば、両電極間の距離は短くなる。そのため第３実施形態における赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８ＧのＴ−Ｖ特性のグラフは、従来技術より急峻性が小さくなるが、第２実施形態よりは急峻性が大きくなる。このように、共通電極１９と異層に配置する画素電極９の位置および本数を変化させることによって、Ｔ−Ｖ特性の急峻性を調整することが可能になる。これにより、選択電圧印加時における各サブ画素間の光透過率の差を極めて小さくすることが可能になり、各サブ画素の光透過率を同等にそろえることが可能になる。したがって、加色混合方式により白表示を行う際の着色を防止することができる。
【００５１】
（第４実施形態）
次に、本発明の第４実施形態に係る液晶装置につき、図８を用いて説明する。
図８は第２実施形態に係る液晶装置の画素領域の説明図であり、図８（ａ）は図８（ｂ）のＮ−Ｎ線における側面断面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）のＭ−Ｍ線における平面断面図である。なお図８（ａ）では、理解を容易にするため、各サブ画素領域におけるＴＦＴやデータ線、走査線、容量線等の記載を省略している。また図８（ｂ）では、偏向板やバックライト等の記載を省略している。第４実施形態に係る液晶装置は、反射表示領域と透過表示領域とを兼ね備えた半透過反射型の液晶装置である。なお上記各実施形態と同様の構成となる部分については、その詳細な説明を省略する。
【００５２】
８（ａ）に示すように、サブ画素領域の−Ｙ方向の端部には、反射膜２９が形成されている。８（ｂ）に示すように、反射膜２９はＴＦＴアレイ基板１０の基板本体１０Ａの内面側に形成され、その反射膜２９を覆うように第１層間絶縁膜１２が形成されている。反射膜２９は、アルミニウムや銀などの光反射性の金属膜をパターン形成したものである。反射膜２９としては、その表面に凹凸を形成して光散乱性を付与したものを用いることが好ましく、かかる構成とすることで反射表示における視認性を向上させることができる。そして各サブ画素につき、反射膜２９と平面的に重なる領域が反射表示領域Ｒであり、残る領域が透過表示領域Ｔである。
【００５３】
一方、対向基板２０の内面側には、カラーフィルタ２２が設けられている。カラーフィルタ２２は、サブ画素領域内で色度の異なる２種類の領域に区画されている構成とすることが好ましい。具体例を挙げると、透過表示領域Ｔの平面領域に対応して第１の色材領域が設けられ、反射表示領域Ｒの平面領域に対応して第２の色材領域が設けられており、第１の色材領域の色度が、第２の色材領域の色度より大きいものとされている構成を採用できる。このような構成とすることで、カラーフィルタ２２を表示光が１回のみ透過する透過表示領域Ｔと、２回透過する反射表示領域Ｒとの間で表示光の色度が異なるのを防止でき、反射表示と透過表示の見映えを揃えて表示品質を向上させることができる。
【００５４】
カラーフィルタ２２の内側には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の厚さを透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の厚さよりも小さくするための液晶層厚調整層２３が設けられている。半透過反射型の液晶装置では、反射表示領域Ｒへの入射光は液晶層５０を２回透過するが、透過表示領域Ｔへの入射光は液晶層５０を１回しか透過しない。これにより反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとの間で液晶層５０のリタデーションが異なると、光透過率に差異を生じて均一な画像表示が得られないことになる。そこで液晶層厚調整層２３を設けることにより、マルチギャップ構造が実現されている。具体的には、反射表示領域Ｒにおける液晶層５０の層厚が透過表示領域Ｔにおける液晶層５０の層厚の半分程度に設定されて、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおける液晶層５０のリタデーションが略同一に設定されている。これにより、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおいて均一な画像表示を得ることができるようになっている。
【００５５】
図８（ａ）に戻り、第４実施形態の液晶装置の各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂでは、共通電極１９の本線部１９ａの−Ｘ方向端部から、基端部１９ｂが−Ｙ方向に延設されている。その基端部１９ｂから分岐して、複数の帯状電極１９ｃが＋Ｘ方向に延設されている。また各サブ画素８Ｒ，８Ｇ，８Ｂの＋Ｘ方向の端辺に沿って、画素電極９の基端部９ａが形成されている。その基端部９ａから分岐して、複数の帯状電極９ｃが−Ｘ方向に延設されている。そして、共通電極１９の各帯状電極１９ｃと画素電極９の各帯状電極９ｃとは、一対の櫛歯が噛み合うように、平面視において略等間隔で交互に配置されている。
【００５６】
一方、図８（ｂ）に示す緑サブ画素の側面視においては、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔのそれぞれについて、画素電極９の一部が第２層間絶縁膜１３を介して共通電極１９より下層に形成され、画素電極９の残部が共通電極１９と同層に形成されている。
図８（ａ）に示すように、青サブ画素８Ｂの画素電極９の全部が共通電極１９と同層に形成されているのに対して、赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９の一部は、上述したように共通電極１９より下層に形成されている。その画素電極９の一部は、容量電極３１を延設することによって容量電極３１と同層に形成されている。なお赤サブ画素８Ｒおよび緑サブ画素８Ｇの画素電極９の残部は、共通電極１９と同層に形成され、コンタクトホール４５を介して下層の容量電極３１に接続されている。
【００５７】
第３実施形態で述べたように、共通電極１９と異層に配置する画素電極９の位置および本数を変化させることによって、Ｔ−Ｖ特性の急峻性を調整することが可能になる。第４実施形態では、反射表示領域および透過表示領域のそれぞれについて、画素電極９の全部が共通電極１９と同層に配置された青サブ画素８Ｂと、画素電極９の少なくとも一部が絶縁層を介して共通電極１９と異層に配置された緑サブ画素８Ｇおよび赤サブ画素８Ｒとを備える構成とした。これにより、反射表示領域および透過表示領域のそれぞれについて、選択電圧印加時における各サブ画素間の光透過率の差を極めて小さくすることが可能になり、選択電圧印加時における各サブ画素の光透過率を同等に揃えることが可能になる。したがって、白表示を行う際の着色を防止することができる。
【００５８】
なお本実施形態では、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔのそれぞれについて、画素電極９の全部が共通電極１９と同層に配置された第１サブ画素および画素電極９の一部が共通電極１９より下層に配置された第２サブ画素を備える構成とした。しかしながら、反射表示領域Ｒおよび／または透過表示領域Ｔについて、画素電極９の全部が共通電極１９より下層に配置された第２サブ画素を備える構成としてもよい。また反射表示領域Ｒまたは透過表示領域Ｔのいずれかについては、第１サブ画素のみを備える構成としてもよい。
【００５９】
また本実施形態では、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔのいずれも青サブ画素を第１サブ画素とし赤サブ画素および緑サブ画素を第２サブ画素としたが、反射表示領域Ｒおよび透過表示領域Ｔにおける第１サブ画素および第２サブ画素の構成を相互に異ならせることも可能である。また本実施形態では、反射表示領域Ｒの第２サブ画素および透過表示領域Ｔの第２サブ画素において共通電極と異層に配置する画素電極の位置および本数を同一としたが、反射表示領域Ｒの第２サブ画素および透過表示領域Ｔの第２サブ画素において共通電極と異層に配置する画素電極の位置および本数を相互に異ならせることも可能である。
【００６０】
（電子機器）
図９は、本発明に係る液晶装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれにおいても、白表示を行う際の着色が防止され、表示品質に優れた電子機器を提供することができる。
【００６１】
なお、本発明の技術範囲は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した各実施形態に種々の変更を加えたものを含む。すなわち、各実施形態で挙げた具体的な材料や構成などはほんの一例に過ぎず、適宜変更が可能である。
【００６２】
例えば、上記各実施形態では共通電極の下層に画素電極を配置したが、画素電極の下層に共通電極を配置することも可能である。また、上記各実施形態では第２層間絶縁膜を介して共通電極の下層に画素電極を配置したが、第２層間絶縁膜の上層に第３層間絶縁膜を形成することにより、第３層間絶縁膜および第２層間絶縁膜を介して共通電極の下層に画素電極を配置することも可能である。その際、画素電極の一部を第３層間絶縁膜の下方に配置し、画素電極の他の一部を第２層間絶縁膜の下方に配置することによって、Ｔ−Ｖ特性の急峻性を調整することも可能である。また、第２層間絶縁膜および／または第３層間絶縁膜の膜厚を変化させることにより、Ｔ−Ｖ特性の急峻性を調整することも可能である。さらに、サブ画素ごとに第２層間絶縁膜の膜厚を変化させることにより、Ｔ−Ｖ特性の急峻性を調整することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６３】
【図１】第１実施形態の液晶装置の回路構成図である。
【図２】第１実施形態の液晶装置のサブ画素領域の平面構成図である。
【図３】図２のＡ−Ａ’線に沿う断面構成図である。
【図４】第１実施形態の液晶装置の画素領域の説明図である。
【図５】各サブ画素におけるＴ−Ｖ特性のグラフである。
【図６】第２実施形態の液晶装置の画素領域の説明図である。
【図７】第３実施形態の液晶装置の画素領域の説明図である。
【図８】第４実施形態の液晶装置の画素領域の説明図である。
【図９】携帯電話の斜視図である。
【符号の説明】
【００６４】
Ｒ‥反射表示領域  Ｔ‥透過表示領域  ８Ｒ‥赤サブ画素  ８Ｂ‥青サブ画素  ８Ｇ‥緑サブ画素  ８Ｒ‥赤サブ画素  ９‥画素電極  １０‥ＴＦＴアレイ基板  １３‥第２層間絶縁膜  １９‥共通電極  ２０‥対向基板  ２２‥カラーフィルタ  ２９‥反射膜  ５０‥液晶層  １００‥液晶装置  １３００‥電子機器
【図１】
2007058007.tif 000003
【図２】
2007058007.tif 000004
【図３】
2007058007.tif 000005
【図４】
2007058007.tif 000006
【図５】
2007058007.tif 000007
【図６】
2007058007.tif 000008
【図７】
2007058007.tif 000009
【図８】
2007058007.tif 000010
【図９】
2007058007.tif 000011