JP2008299353A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents
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Abstract
【課題】複雑な駆動方法、駆動回路を配置せずとも、一つの液晶の駆動電圧で駆動する液晶表示装置および電子機器を提供する。
【解決手段】透過領域Ａと反射領域Ｎが並列に配置された液晶表示装置１Ａであって、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、第１の基板１０１と第２の基板１０２間に配置された液晶層１０３とを有し、第１の基板１０１の反射領域Ｎには、位相差膜１０７が形成され、第２の基板１０２には、対向電極１２０と層間絶縁膜１２２，１２３と画素電極１２５とが少なくとも形成され、透過領域Ａの液晶層１０３の厚さが反射領域Ｎの液晶層１０３の厚さより厚く、層間絶縁膜１２２，１２３は、透過領域側層間絶縁膜１２２が反射領域側層間絶縁膜１２３に延在されて反射領域側で重なり部分を有する。
【選択図】図１１
【解決手段】透過領域Ａと反射領域Ｎが並列に配置された液晶表示装置１Ａであって、第１の基板１０１と、第２の基板１０２と、第１の基板１０１と第２の基板１０２間に配置された液晶層１０３とを有し、第１の基板１０１の反射領域Ｎには、位相差膜１０７が形成され、第２の基板１０２には、対向電極１２０と層間絶縁膜１２２，１２３と画素電極１２５とが少なくとも形成され、透過領域Ａの液晶層１０３の厚さが反射領域Ｎの液晶層１０３の厚さより厚く、層間絶縁膜１２２，１２３は、透過領域側層間絶縁膜１２２が反射領域側層間絶縁膜１２３に延在されて反射領域側で重なり部分を有する。
【選択図】図１１
Description
本発明は、たとえば反射型表示と透過型表示とが併用される液晶表示装置および電子機器に関するものである。
液晶表示装置は、薄型で低消費電力であるという特徴を生かして、幅広い電子機器の表示装置として用いられている。たとえば、ノート型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション用の表示装置、携帯情報端末（Personal Digital Assistant：ＰＤＡ）、携帯電話、デジタルカメラ、ビデオカメラ等の液晶表示装置を用いた電子機器がある。
このような液晶表示装置には、大きく分けて、バックライトと呼ばれる内部光源からの光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行なう透過型の液晶表示装置と、太陽光などの外光を反射板などで反射して、この反射光の透過と遮断とを液晶パネルで制御して表示を行なう反射型表示装置が知られている。
透過型の液晶表示装置においては、全消費電力の５０％以上をバックライトが占めており、消費電力を低減することが難しい。また、透過型の液晶表示装置には、周囲の光が明るい場合には表示が暗く見え、視認性が低下するという問題もある。
一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため、消費電力の増加という問題はないが、周囲光が暗い場合には、視認性が極端に低下するという問題もある。
一方、反射型の液晶表示装置においては、バックライトを設けていないため、消費電力の増加という問題はないが、周囲光が暗い場合には、視認性が極端に低下するという問題もある。
このような透過型、反射型の表示装置の双方の問題点を解消するために、透過型表示と反射型表示と両方を一つの液晶パネルで実現する反射透過併用型の液晶表示装置が提案されている。この反射透過併用型の液晶表示装置では、周囲が明るい場合には周囲光の反射によって表示を行い、周囲が暗い場合には、バックライトの光によって表示を行う。
ところで、液晶表示装置として、広い視野角を確保するためにＩＰＳ（In Plain Switching）, FFS( Fringe Field Switching)法による液晶表示装置が種々提案されている（特許文献１〜６参照）。
特開２００２−２２９０３２号公報
特開２００１−４２３６６号公報
特開２００５−３３８２５６号公報
特開２００５−３３８２６４号公報
特開２００６−７１９７７号公報
特開２００５−５２４１１５号公報
ところで、透過型と反射型の両立する半透過型の液晶表示装置は、課題が多い。
その代表的なものが、透過領域と反射領域の液晶の駆動電圧を同じにすることである。
その代表的なものが、透過領域と反射領域の液晶の駆動電圧を同じにすることである。
通常、上部電極と下部電極間で発生する電圧で駆動するいわゆるＥＣＢ，ＶＡ液晶では、垂直電圧での変化であるため、駆動電圧は透過領域と反射領域では差異は発生しない。
しかしながら、ＦＦＳ型、ＩＰＳ型の反射型の液晶構造では、次の関係が成り立つことが分かっている。
［数１］
Ｖｌｃｄ＝π・Ｌ／Ｄ √（Ｋ/εlcd）・・・（１）
Ｖｌｃｄ＝π・Ｌ／Ｄ √（Ｋ/εlcd）・・・（１）
ここで、Ｖｌｃｄは液晶の駆動電圧、Ｌは層間絶縁膜厚、もしくは線間隔、Ｄは液晶厚（ギャップ）、Ｋは液晶の粘性常数、εlcdは液晶の比誘電率をそれぞれ示している。
たとえば、特許文献３，４に開示されている反射透過併用型液晶表示装置においては、透過領域のギャップに対して、円偏光法による反射領域ギャップは２分の１になるマルチギャップ構造をとる。
そのため、駆動電圧は式（１）の液晶ギャップＤより、駆動電圧は２倍が必要となる。つまり、透過領域と反射領域とは違う駆動電圧が必要となり、複雑な駆動方法、回路設計をとらざるを得なくなる。
そのため、駆動電圧は式（１）の液晶ギャップＤより、駆動電圧は２倍が必要となる。つまり、透過領域と反射領域とは違う駆動電圧が必要となり、複雑な駆動方法、回路設計をとらざるを得なくなる。
また、各特許文献１〜６に開示された液晶表示装置は、以下に示すような不利益がある。
特許文献１および２に開示された液晶表示装置は、ＦＦＳ構造の画素電極と対向電極の基板の下に反射板を設ける構造であり、透過型への転用を前提としていないため、併用型の構造とはならない。
特許文献１および２に開示された液晶表示装置は、ＦＦＳ構造の画素電極と対向電極の基板の下に反射板を設ける構造であり、透過型への転用を前提としていないため、併用型の構造とはならない。
特許文献３に開示された液晶表示装置は、前述したように、併用型で内蔵位相差板を使用しているが、透過型の駆動電圧と反射型の駆動電圧を調整する手段がなく、駆動電圧が透過反射で最適化できない。
特許文献４に開示された液晶表示装置は、反射領域と透過領域の電極パターンに差異を与えることにより、λ/4の位相差方向を発生させて透過モードと反射モードの表示を実施できるようにする。
しかし、上記と同様に、反射と透過の駆動電圧を調整する手段を持っていない。そのため、駆動電圧が透過反射で最適化できない。
しかし、上記と同様に、反射と透過の駆動電圧を調整する手段を持っていない。そのため、駆動電圧が透過反射で最適化できない。
特許文献５および６に開示された液晶表示装置は、透過と反射をもつ併用型であるが、反射と透過の駆動電圧を調整する手段をもっていない。
本発明は、複雑な駆動方法、駆動回路を配置せずとも、一つの液晶の駆動電圧で駆動する液晶表示装置および電子機器を提供することにある。
本発明の第１の観点は、透過領域と反射領域が並列に配置された液晶表示装置であって、第１の基板と、第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、を有し、上記第２の基板は、液晶分子を駆動させるためのフリンジフィールドを起こす対向電極と層間絶縁膜と画素電極とが少なくとも形成され、上記第２の基板に形成された層間絶縁膜は、上記透過領域と上記反射領域との駆動電圧が略等しくなるように、層間絶縁膜に関する少なくとも一つのパラメータが透過領域側層間絶縁膜と反射領域側層間絶縁膜とで異なる。
本発明の第２の観点は、液晶表示装置を備えた電子機器であって、上記液晶表示装置は、透過領域と反射領域が並列に配置され、第１の基板と、第２の基板と、上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、を有し、上記第２の基板は、液晶分子を駆動させるためのフリンジフィールドを起こす対向電極と層間絶縁膜と画素電極とが少なくとも形成され、上記第２の基板に形成された層間絶縁膜は、上記透過領域と上記反射領域との駆動電圧が略等しくなるように、層間絶縁膜に関する少なくとも一つのパラメータが透過領域側層間絶縁膜と反射領域側層間絶縁膜とで異なる。
本発明によれば、透過領域と上記反射領域との駆動電圧が略等しくなる第２の基板側の層間絶縁膜のパラメータ、たとえば膜厚あるいは比誘電率が異なるように設定される。
本発明によれば、複雑な駆動方法、駆動回路を配置せずとも、一つの液晶の駆動電圧で駆動することができる。
以下、本発明の実施形態を添付図面に関連付けて説明する。
以下の説明においては、まず、理解を容易にするために液晶表示装置の基本的な構成および機能を説明した後、具体的な構造に係る実施形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る液晶表示装置の構成例を示すブロック図である。
液晶表示装置１は、図１に示すように、有効画素領域部２、垂直駆動回路（ＶＤＲＶ）３、および水平駆動回路（ＨＤＲＶ）４を有している。
有効画素領域部２は、複数の画素部２ＰＸＬが、マトリクス状に配列されている。
各画素部２ＰＸＬは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）２１と、ＴＦＴ２１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続された液晶セルＬＣ２１と、ＴＦＴ２１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量Ｃｓ２１により構成されている。
これら画素部２ＰＸＬの各々に対して、走査線５−１〜５−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され信号線６−１〜６−ｎが各列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各画素部２ＰＸＬのＴＦＴ２１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）５−１〜５−ｍにそれぞれ接続されている。また、各画素部２ＰＸＬのソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の信号線６−１〜６−ｎに各々接続されている。
さらに、一般的な液晶表示装置においては、保持容量配線Ｃｓを独立に配線し、この保持容量配線と接続電極との間に保持容量Ｃｓ２１を形成する。
そして、各画素部２ＰＸＬの液晶セルＬＣ２１の対向電極および保持容量Ｃｓ２１の他方の電極には、コモン配線（共通配線）７を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各画素部２ＰＸＬの液晶セルＬＣ２１の対向電極および保持容量Ｃｓ２１の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。
各画素部２ＰＸＬは、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；thin film transistor）２１と、ＴＦＴ２１のドレイン電極（またはソース電極）に画素電極が接続された液晶セルＬＣ２１と、ＴＦＴ２１のドレイン電極に一方の電極が接続された保持容量Ｃｓ２１により構成されている。
これら画素部２ＰＸＬの各々に対して、走査線５−１〜５−ｍが各行ごとにその画素配列方向に沿って配線され信号線６−１〜６−ｎが各列ごとにその画素配列方向に沿って配線されている。
そして、各画素部２ＰＸＬのＴＦＴ２１のゲート電極は、各行単位で同一の走査線（ゲート線）５−１〜５−ｍにそれぞれ接続されている。また、各画素部２ＰＸＬのソース電極（または、ドレイン電極）は、各列単位で同一の信号線６−１〜６−ｎに各々接続されている。
さらに、一般的な液晶表示装置においては、保持容量配線Ｃｓを独立に配線し、この保持容量配線と接続電極との間に保持容量Ｃｓ２１を形成する。
そして、各画素部２ＰＸＬの液晶セルＬＣ２１の対向電極および保持容量Ｃｓ２１の他方の電極には、コモン配線（共通配線）７を通してたとえば所定の直流電圧がコモン電圧ＶＣＯＭとして与えられる。
あるいは、各画素部２ＰＸＬの液晶セルＬＣ２１の対向電極および保持容量Ｃｓ２１の他方の電極には、たとえば１水平走査期間（１Ｈ）毎に極性が反転するコモン電圧ＶＣＯＭが与えられる。
各走査線５−１〜５−ｍは、垂直駆動回路３により駆動され、各信号線６−１〜６−ｎは水平駆動回路４により駆動される。
ＴＦＴ２１は、表示を行う画素を選択して、その画素の画素領域に表示信号を供給するためのスイッチング素子である。
ＴＦＴ２１は、たとえば図２に示すようなボトムゲート構造、あるいは図３に示すようなトップゲート構造を有する。
ＴＦＴ２１は、たとえば図２に示すようなボトムゲート構造、あるいは図３に示すようなトップゲート構造を有する。
ボトムゲート構造のＴＦＴ２１Ａは、図２に示すように、透明絶縁基板（たとえばガラス基板）２０１上にゲート絶縁膜２０２で覆われたゲート電極２０３が形成されている。ゲート電極２０３は走査線（ゲート線）５と接続され、この走査線５から走査信号が入力され、ＴＦＴ２１Ａはこの走査信号に応じてオン、オフする。ゲート電極は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
ＴＦＴ２１Ａは、ゲート絶縁膜２０２上に半導体膜（チャネル形成領域）２０４、並びに半導体膜２０４を挟んで一対のｎ＋拡散層２０５，２０６が形成されている。半導体膜２０４上に層間絶縁膜２０７が形成され、さらに基板２０１、ゲート絶縁膜２０２、ｎ＋拡散層２０５，２０６、層間絶縁膜２０７を覆うように層間絶縁膜２０８が形成されている。
一方のｎ＋拡散層２０５には、層間絶縁膜２０８に形成されたコンタクトホール２０９ａを介してソース電極２１０が接続され、他方のｎ＋拡散層２０６には、層間絶縁膜２０８に形成されたコンタクトホール２０９ｂを介してドレイン電極２１１が接続される。
ソース電極２１０およびドレイン電極２１１は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）をパターニングしたものである。ソース電極２１０に信号線６が接続され、ドレイン電極２１１は図示しない接続電極を介して画素領域（画素電極）と接続される。
ＴＦＴ２１Ａは、ゲート絶縁膜２０２上に半導体膜（チャネル形成領域）２０４、並びに半導体膜２０４を挟んで一対のｎ＋拡散層２０５，２０６が形成されている。半導体膜２０４上に層間絶縁膜２０７が形成され、さらに基板２０１、ゲート絶縁膜２０２、ｎ＋拡散層２０５，２０６、層間絶縁膜２０７を覆うように層間絶縁膜２０８が形成されている。
一方のｎ＋拡散層２０５には、層間絶縁膜２０８に形成されたコンタクトホール２０９ａを介してソース電極２１０が接続され、他方のｎ＋拡散層２０６には、層間絶縁膜２０８に形成されたコンタクトホール２０９ｂを介してドレイン電極２１１が接続される。
ソース電極２１０およびドレイン電極２１１は、たとえばアルミニウム（Ａｌ）をパターニングしたものである。ソース電極２１０に信号線６が接続され、ドレイン電極２１１は図示しない接続電極を介して画素領域（画素電極）と接続される。
トップゲート構造のＴＦＴ２１Ｂは、図３に示すように、透明絶縁基板（たとえばガラス基板）２２１上に半導体膜（チャネル形成領域）２２２、並びに半導体膜２２２を挟んで一対にｎ＋拡散層２２３，２２４が形成されている。そして、半導体膜２２２並びに一対のｎ＋拡散層２２３，２２４を覆うようにゲート絶縁膜２２５が形成され、半導体膜２２２と対向するゲート絶縁膜２２５上にゲート電極２２６が形成されている。さらに、基板２２１、ゲート絶縁膜２２５、ゲート電極２２６を覆うように、層間絶縁膜２２７が形成されている。
一方のｎ＋拡散層２２３には、層間絶縁膜２２７およびゲート絶縁膜２２５に形成されたコンタクトホール２２８ａを介してソース電極２２９が接続され、他方のｎ＋拡散層２２４には、層間絶縁膜２２７およびゲート絶縁膜２２５に形成されたコンタクトホール２２８ｂを介してドレイン電極２３０が接続される。
一方のｎ＋拡散層２２３には、層間絶縁膜２２７およびゲート絶縁膜２２５に形成されたコンタクトホール２２８ａを介してソース電極２２９が接続され、他方のｎ＋拡散層２２４には、層間絶縁膜２２７およびゲート絶縁膜２２５に形成されたコンタクトホール２２８ｂを介してドレイン電極２３０が接続される。
垂直駆動回路３は、垂直スタート信号ＶＳＴ、垂直クロックＶＣＫ、イネーブル信号ＥＮＢを受けて、１フィールド期間ごとに垂直方向（行方向）に走査して走査線５−１〜５−ｍに接続された各画素部２１を行単位で順次選択する処理を行う。
すなわち、垂直駆動回路３から走査線５−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線５−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線５−３，…，５−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。
すなわち、垂直駆動回路３から走査線５−１に対して走査パルスＳＰ１が与えられたときには第１行目の各列の画素が選択され、走査線５−２に対して走査パルスＳＰ２が与えられたときには第２行目の各列の画素が選択される。以下同様にして、走査線５−３，…，５−ｍに対して走査パルスＳＰ３，…，ＳＰｍが順に与えられる。
水平駆動回路４は、図示しないクロックジェネレータにより生成された水平走査の開始を指令する水平スタートパルスＨＳＴ、水平走査の基準となる互いに逆相の水平クロックＨＣＫを受けてサンプリングパルスを生成し、入力される画像データＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）を、生成したサンプリングパルスに応答して順次サンプリングして、各画素部２ＰＸＬに書き込むベきデータ信号として各信号線６−１〜６−ｎに供給する。
上述した液晶表示装置１において、画素部２ＰＸＬのＴＦＴ２１は、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）または多結晶シリコンのような半導体薄膜のトランジスタにより形成される。
本実施形態においては、このような構成を有する液晶表示装置１では、反射と透過の併用型として構成され、広い視野角を確保するためにＦＦＳ(Fringe Field Switching)構造を有する液晶表示装置として構成される。
そして、本実施形態の液晶表示装置１は、複雑な駆動方法、駆動回路を配置せずとも、一つの液晶の駆動電圧で駆動できるように、有効画素領域部２が、以下に具体的に説明する構造を有する。
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１の具体的な構造について説明する。
そして、本実施形態の液晶表示装置１は、複雑な駆動方法、駆動回路を配置せずとも、一つの液晶の駆動電圧で駆動できるように、有効画素領域部２が、以下に具体的に説明する構造を有する。
以下、本実施形態に係る液晶表示装置１の具体的な構造について説明する。
＜第１実施形態＞
図４は、本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図５は、本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図４は、本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図５は、本発明の第１の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第１の実施形態に係る液晶表示装置１Ａは、基本的に第１の透明基板（上部透明基板）１０１と第２の透明基板（下部透明基板）１０２間に、複数の液晶分子を含む液晶層１０３が配置されている。換言すれば、液晶層１０３は第１の透明基板１０１と第２の透明基板１０２に挟持されている。
液晶表示装置１Ａは透過領域Ａと反射領域Ｂが並列的に形成され、透過領域Ａの液晶層１０３の厚さ（第１液晶厚：第１基板間ギャップ）がＤ１に設定され、反射領域Ｂの液晶層１０３の厚さ（第２液晶厚：第２基板間ギャップ）がＤ２に設定されている。
液晶表示装置１Ａにおいては、図５に示すように、Ｄ１＞Ｄ２なる関係を満足するように構成される。
液晶表示装置１Ａは透過領域Ａと反射領域Ｂが並列的に形成され、透過領域Ａの液晶層１０３の厚さ（第１液晶厚：第１基板間ギャップ）がＤ１に設定され、反射領域Ｂの液晶層１０３の厚さ（第２液晶厚：第２基板間ギャップ）がＤ２に設定されている。
液晶表示装置１Ａにおいては、図５に示すように、Ｄ１＞Ｄ２なる関係を満足するように構成される。
第１の透明基板１０１および第２の透明基板１０２は、たとえばガラスなどの透明絶縁基板で形成される。
第１の透明基板１０１は、その液晶層１０３と対向する第１面１０１ａ上に、カラーフィルタ１０４が形成され、カラーフィルタ１０４上に配向膜１０５が形成され、この配向膜１０５上に、非位相差膜１０６と位相差膜１０７が並列に形成されている。
非位相差膜１０６は透過領域Ａに形成され、位相差膜１０７は反射領域Ｂに形成される。非位相差膜１０６は、たとえば位相差膜を形成後（塗布後）、ＵＶ露光により選択的に露光して形成される。
透過領域Ａでは、透過光ＴＬが一度だけ通過するだけであり、位相差調整が不要なことから非位相差膜１０６が配置される。
これに対して、反射領域Ｂにおいては、入射光が一旦通過した後、さらに反射光ＲＬが通過し、光路差が生じ、その結果、位相差を調整する必要があることから位相差膜１０７が配置される。
非位相差膜１０６は透過領域Ａに形成され、位相差膜１０７は反射領域Ｂに形成される。非位相差膜１０６は、たとえば位相差膜を形成後（塗布後）、ＵＶ露光により選択的に露光して形成される。
透過領域Ａでは、透過光ＴＬが一度だけ通過するだけであり、位相差調整が不要なことから非位相差膜１０６が配置される。
これに対して、反射領域Ｂにおいては、入射光が一旦通過した後、さらに反射光ＲＬが通過し、光路差が生じ、その結果、位相差を調整する必要があることから位相差膜１０７が配置される。
ちなみに、反射領域Ｂは円偏光を選択的に実現しなくてはならない。そのため、反射領域Ｂは、円偏光モードを起こすための位相差板が必要である。
しかしながら、この位相差板に光出射側偏光板１１１側に、フィルム状の位相差板を、第１の透明基板１０１の外側にミクロンオーダーの画素毎に選択的に装着させることは、フィルムの延伸等を考慮すると困難である。
そのため、本実施形態においては、液晶のセル内に位相差膜１０７を選択的に形成して反射領域ＢをＦＦＳ型で形成することが可能となる。
しかしながら、この位相差板に光出射側偏光板１１１側に、フィルム状の位相差板を、第１の透明基板１０１の外側にミクロンオーダーの画素毎に選択的に装着させることは、フィルムの延伸等を考慮すると困難である。
そのため、本実施形態においては、液晶のセル内に位相差膜１０７を選択的に形成して反射領域ＢをＦＦＳ型で形成することが可能となる。
ＦＦＳ構造での透過モードと反射モードを両立させるためには、透過領域Ａは直線偏光で反射領域Ｂに位相差膜１０７を形成することが合理的である。
本実施形態においては、第１の透明基板１０１上に位相差膜１０７を形成して段差構造を形成することを特徴としている。
内蔵の位相差膜１０７は、透過領域Ａの垂直偏光に対して、１／２波長のリタデーション（円偏光）を行うことを特徴とする。
加えて、反射領域Ｂでの液晶層１０３のリタデーションは１／４波長である。
本実施形態においては、第１の透明基板１０１上に位相差膜１０７を形成して段差構造を形成することを特徴としている。
内蔵の位相差膜１０７は、透過領域Ａの垂直偏光に対して、１／２波長のリタデーション（円偏光）を行うことを特徴とする。
加えて、反射領域Ｂでの液晶層１０３のリタデーションは１／４波長である。
反射透過型液晶表示装置１Ａは、反射領域Ｂで光は液晶表示装置上面の偏光板１１１から入射して、液晶パネル内部の反射膜１２１で反射された後に、再び、上面の偏光板１１１を通過して、観察者が認識できる。
透過領域Ａにおいて、光は液晶表示装置下面の偏光板１２７から入射して、その後液晶表示装置上面の偏光板１１１を通過して、観察者に認識される。
この光の違いから反射領域Ｂと透過領域Ａでは暗表示となる光の位相差が１/４波長だけ異なる。これらを同一印可電圧にするために、反射領域Ｂと透過領域Ａの位相差を４分の１波長シフトする必要がある。このため、反射領域Ｂのみ波長を４分の１シフトさせるための位相差部分（膜）が必要となる。
透過領域Ａにおいて、光は液晶表示装置下面の偏光板１２７から入射して、その後液晶表示装置上面の偏光板１１１を通過して、観察者に認識される。
この光の違いから反射領域Ｂと透過領域Ａでは暗表示となる光の位相差が１/４波長だけ異なる。これらを同一印可電圧にするために、反射領域Ｂと透過領域Ａの位相差を４分の１波長シフトする必要がある。このため、反射領域Ｂのみ波長を４分の１シフトさせるための位相差部分（膜）が必要となる。
さらに、位相差膜１０７上に、たとえば反射領域Ｂの液晶層１０３のギャップＤ２を調整可能な平坦化膜１０８が形成されている。
そして、非位相差膜１０６、位相差膜１０７、平坦化膜１０８上に垂直配向膜（第１の配向膜）１０９が形成されている。
また、第１の透明基板１０１の光出射側の第２面１０１ｂ上には、粘着剤１１０を介して偏光板１１１が形成されている。
そして、非位相差膜１０６、位相差膜１０７、平坦化膜１０８上に垂直配向膜（第１の配向膜）１０９が形成されている。
また、第１の透明基板１０１の光出射側の第２面１０１ｂ上には、粘着剤１１０を介して偏光板１１１が形成されている。
第２の透明基板１０２の液晶層１０３と対向する第１面１０２ａ上において、透過領域Ａ側に、ＴＦＴ２１のゲート電極に相当する走査配線１１２（図１の走査線５に相当）が形成され、反射領域Ｂ側に、たとえばＶＣＯＭ用共通配線１１３（図１の共通配線７に相当する。
なお、走査配線１１２は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）やタンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
なお、走査配線１１２は、たとえばモリブデン（Ｍｏ）やタンタル（Ｔａ）などの金属または合金をスパッタリングなどの方法で成膜して形成される。
走査配線１１２、共通配線１１３、および第２の透明基板１０２の第１面１０２ａを覆うように、ゲート絶縁膜として機能する絶縁膜１１４が形成されている。
絶縁膜１１４上の走査配線（ゲート電極）１１２と対向する領域にｎ型半導体層１１５が形成されている。半導体（薄膜）層１１５はｎ＋拡散層であるソース電極部（Ｓ）１１５１とドレイン電極部（Ｄ）１１５２、並びにチャネル形成領域１１５３が形成されている。
半導体薄膜層１１５は、たとえばＣＶＤ法などで得られる低温ポリシリコンの薄膜により形成される。
ソース電極部（Ｓ）１１５１上には、たとえばアルミニウム（Ａｌ）からなる信号配線１１６（図１の信号線６に相当）が形成されている。また、ドレイン電極部１１５２上にたとえば信号配線１１６と同層のＡｌからなる導電部（接続電極）１１７が形成されている。
これらの走査配線（ゲート電極）１１２、半導体薄膜層１１５等により図１のＴＦＴ２１が構成される。ここで示すＴＦＴ２１は、ボトムゲート構造を有する。
そして、半導体薄膜層１１５、信号配線１１６、導電部１１７、および絶縁膜１１４上に層間絶縁膜１１８が形成されている。
絶縁膜１１４上の走査配線（ゲート電極）１１２と対向する領域にｎ型半導体層１１５が形成されている。半導体（薄膜）層１１５はｎ＋拡散層であるソース電極部（Ｓ）１１５１とドレイン電極部（Ｄ）１１５２、並びにチャネル形成領域１１５３が形成されている。
半導体薄膜層１１５は、たとえばＣＶＤ法などで得られる低温ポリシリコンの薄膜により形成される。
ソース電極部（Ｓ）１１５１上には、たとえばアルミニウム（Ａｌ）からなる信号配線１１６（図１の信号線６に相当）が形成されている。また、ドレイン電極部１１５２上にたとえば信号配線１１６と同層のＡｌからなる導電部（接続電極）１１７が形成されている。
これらの走査配線（ゲート電極）１１２、半導体薄膜層１１５等により図１のＴＦＴ２１が構成される。ここで示すＴＦＴ２１は、ボトムゲート構造を有する。
そして、半導体薄膜層１１５、信号配線１１６、導電部１１７、および絶縁膜１１４上に層間絶縁膜１１８が形成されている。
さらに、共通配線１１３上部の絶縁膜１１４、層間絶縁膜１１８には共通配線１１３に達するコンタクトホール１１９が形成されている。
そして、透過領域Ａおよび反射領域Ｂの層間絶縁膜１１８上、並びにコンタクトホール１１９内、およびコンタクトホール１９内の共通配線１１３上に、たとえばＩＴＯからなる透明の対向電極１２０が形成されている。
さらに、反射領域Ｂの対向電極１２０上に、高反射率の金属等の反射膜１２１が形成されている。そして、ＴＦＴ領域と透過領域Ａの層間絶縁膜１１８および対向電極１２０上に透明領域側層間絶縁膜（第１層間絶縁膜）１２２が形成され、反射領域Ｂの反射膜１２１上に反射領域側層間絶縁膜（第２層間絶縁膜）１２３が形成されている。
このように、第１層間絶縁膜１２２と第２層間絶縁膜１２３は並列的に形成されるが、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２の厚さＬ１と第２層間絶縁膜１２３の厚さＬ２が異なる。ここでは、Ｌ１（ｔ１）＞Ｌ２（ｔ２）なる関係を満足する。
そして、透過領域Ａおよび反射領域Ｂの層間絶縁膜１１８上、並びにコンタクトホール１１９内、およびコンタクトホール１９内の共通配線１１３上に、たとえばＩＴＯからなる透明の対向電極１２０が形成されている。
さらに、反射領域Ｂの対向電極１２０上に、高反射率の金属等の反射膜１２１が形成されている。そして、ＴＦＴ領域と透過領域Ａの層間絶縁膜１１８および対向電極１２０上に透明領域側層間絶縁膜（第１層間絶縁膜）１２２が形成され、反射領域Ｂの反射膜１２１上に反射領域側層間絶縁膜（第２層間絶縁膜）１２３が形成されている。
このように、第１層間絶縁膜１２２と第２層間絶縁膜１２３は並列的に形成されるが、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２の厚さＬ１と第２層間絶縁膜１２３の厚さＬ２が異なる。ここでは、Ｌ１（ｔ１）＞Ｌ２（ｔ２）なる関係を満足する。
また、半導体薄膜層１１５のドレイン電極部１１５２に形成された導電部１１７上部の層間絶縁膜１１８および第１層間絶縁膜１２２には、導電部１１７に達するコンタクトホール１２４が形成されている。
第１層間絶縁膜１２２および第２層間絶縁膜１２３上、並びにコンタクトホール１２４内、およびコンタクトホール１２４内の導電部１１７上に、たとえばＩＴＯからなる透明の画素電極１２５が形成されている。
画素電極１２５は、図４および図５に示すように、フリンジパターンとしてスリット状に形成した画素電極抜き部分１２５１が形成されている。
そして、第１層間絶縁膜１２２、第２層間絶縁膜１２３、画素電極１２５上に所定のラビング軸を有する水平配向膜１２６が形成されている。
また、第２の透明基板１０２の第２面１０２ｂ側に偏光板１２７が形成されている。
第１層間絶縁膜１２２および第２層間絶縁膜１２３上、並びにコンタクトホール１２４内、およびコンタクトホール１２４内の導電部１１７上に、たとえばＩＴＯからなる透明の画素電極１２５が形成されている。
画素電極１２５は、図４および図５に示すように、フリンジパターンとしてスリット状に形成した画素電極抜き部分１２５１が形成されている。
そして、第１層間絶縁膜１２２、第２層間絶縁膜１２３、画素電極１２５上に所定のラビング軸を有する水平配向膜１２６が形成されている。
また、第２の透明基板１０２の第２面１０２ｂ側に偏光板１２７が形成されている。
以上の構成を有する液晶表示装置１ＡにおけるＦＦＳ構造では、透過領域Ａの画素電極１２５と対向電極１２０に挟まれた第１層間絶縁膜１２２と、反射領域Ｂの画素電極１２４と対向電極１２０に挟まれた第２層間絶縁膜１２３で発生する電気力線は、その膜厚に依存する。
式（１）に示されたように、Ｌはその電気力線（電界強度）をも示し、これら電気力線を制御するために液晶厚（Ｄ：基板間ギャップ）を設計する。
式（１）に示されたように、Ｌはその電気力線（電界強度）をも示し、これら電気力線を制御するために液晶厚（Ｄ：基板間ギャップ）を設計する。
［数２］
Ｖｌｃｄ＝π・Ｌ／Ｄ √（Ｋ/εlcd）・・・（１）
Ｖｌｃｄ＝π・Ｌ／Ｄ √（Ｋ/εlcd）・・・（１）
ここで、Ｖｌｃｄは液晶の駆動電圧、Ｌは層間絶縁膜厚、もしくは線間隔、Ｄは液晶厚（ギャップ）、Ｋは液晶の粘性常数、εlcdは液晶の比誘電率をそれぞれ示している。
電気力線が強ければギャップを広くし、弱ければ、ギャップを狭くするわけである。
図５に示すような、マルチギャップでは、透過領域Ａと反射領域Ｂで相対的にギャップが決定されるため、第２の透明基板１０２（ＴＦＴ基板）で駆動電圧を調整する工夫が必要となる。
本第１の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２の膜厚Ｌ１（ｔ１）を第２層間絶縁膜１２３の膜厚Ｌ２（ｔ２）より２倍以上にすることにより、反射領域Ｂで狭くなったギャップ、２分の１を相殺して、透過領域Ａと反射領域Ｂの駆動電圧を一致させることを特徴とする。
ただし、本第１の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２と第２層間絶縁膜１２３の比誘電率が同じものを使用する。
電気力線が強ければギャップを広くし、弱ければ、ギャップを狭くするわけである。
図５に示すような、マルチギャップでは、透過領域Ａと反射領域Ｂで相対的にギャップが決定されるため、第２の透明基板１０２（ＴＦＴ基板）で駆動電圧を調整する工夫が必要となる。
本第１の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２の膜厚Ｌ１（ｔ１）を第２層間絶縁膜１２３の膜厚Ｌ２（ｔ２）より２倍以上にすることにより、反射領域Ｂで狭くなったギャップ、２分の１を相殺して、透過領域Ａと反射領域Ｂの駆動電圧を一致させることを特徴とする。
ただし、本第１の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２と第２層間絶縁膜１２３の比誘電率が同じものを使用する。
図６は、本実施形態に係る液晶駆動電圧と各パラメータとを表として示す図である。
また、図７は、本実施形態に係る層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示す図である。図７において、横軸が層間絶縁膜Ｌを、縦軸が液晶駆動電圧をそれぞれ示している。
また、図７において、＜１＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが１μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜２＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが２．２５μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜３＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが４．５μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜４＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが７μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示している。
ここで、層間絶縁膜の膜厚は式（１）のＬを示す。
また、図７は、本実施形態に係る層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示す図である。図７において、横軸が層間絶縁膜Ｌを、縦軸が液晶駆動電圧をそれぞれ示している。
また、図７において、＜１＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが１μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜２＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが２．２５μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜３＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが４．５μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示し、＜４＞で示す直線は液晶セルギャップ（液晶厚）Ｄが７μｍの場合の層間絶縁膜と液晶駆動電圧との関係を示している。
ここで、層間絶縁膜の膜厚は式（１）のＬを示す。
これよりわかるように、液晶表示を成立させるためには、液晶表示必要時間：τrise+τfall≦33msが必要である。かつ，液晶セルギャップ（液晶厚）を小型から大型の液晶サイズまで、製造精度を確保するためにはギャップＤは１μｍ以上が必要であることがわかっている。
このことから、図７に示すように、層間絶縁膜厚Ｌは、第１層間絶縁膜厚Ｌ１と第２層間絶縁膜厚Ｌ２の間で制限（制約）が発生する。
本実施形態においては、反射領域Ｂと透過領域Ａの駆動電圧を一致させるためには、Ｌ２(反射領域)＜Ｌ１(透過領域)の関係を満足することが必要である。
また、図７からモバイル機器や携帯電話等を考慮すると層間絶縁膜は、０．１５μｍ以上であることが望ましい。
このことから、図７に示すように、層間絶縁膜厚Ｌは、第１層間絶縁膜厚Ｌ１と第２層間絶縁膜厚Ｌ２の間で制限（制約）が発生する。
本実施形態においては、反射領域Ｂと透過領域Ａの駆動電圧を一致させるためには、Ｌ２(反射領域)＜Ｌ１(透過領域)の関係を満足することが必要である。
また、図７からモバイル機器や携帯電話等を考慮すると層間絶縁膜は、０．１５μｍ以上であることが望ましい。
つまり、モバイル機器、携帯電話用途（駆動電圧３Ｖ）での条件は、1/7(0.15)＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．１５μｍ以上、１μｍ以下となる。
モバイル機器 ノートＰＣ用途(駆動電圧４．５Ｖ)での条件は、1/5＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．２μｍ以上、１μｍ以下となる。
モニターPC用途(駆動電圧７．５Ｖ)での条件は、1/3＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．３５μｍ以上、１μｍ以下となる。
ＴＶ用途での条件は1/2＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．５μｍ以上、１μｍ以下となる。
モバイル機器 ノートＰＣ用途(駆動電圧４．５Ｖ)での条件は、1/5＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．２μｍ以上、１μｍ以下となる。
モニターPC用途(駆動電圧７．５Ｖ)での条件は、1/3＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．３５μｍ以上、１μｍ以下となる。
ＴＶ用途での条件は1/2＜Ｌ２／Ｌ１＜1である。この場合、層間絶縁膜厚は０．５μｍ以上、１μｍ以下となる。
ここで、Ｌ１＝ｔ１、Ｌ２＝ｔ２であることから、上記の最低条件を満たすためには、その結果、透過領域Ａの画素電極１２５と対向電極１２０との第１層間絶縁膜１２２の膜厚ｔ１と、反射領域Ｂの画素電極１２５と対向電極１２０の第２層間絶縁膜１２３の膜厚ｔ２が、t1＞t2 ＞1/7ｘｔ１、または、光学条件からt ≦1/2x t1が成立する必要がある。
なお、t2＝1/2x t1から多少ずれても、偏光板、コントラスト、視野角の最適化でt2＝1/2x t1をみたさなくてもよい。
なお、t2＝1/2x t1から多少ずれても、偏光板、コントラスト、視野角の最適化でt2＝1/2x t1をみたさなくてもよい。
このような構造を有する液晶表示装置１Ａによれば、ＦＦＳ型で透過と反射の機能を持った液晶表示装置が形成できる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
＜第２実施形態＞
図８は、本発明の第２の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図８は、本発明の第２の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第２の実施形態の液晶表示装置１Ｂが第１の実施形態に係る液晶表示装置１Ａと異なる点は、透過領域Ａの画素電極１２５と対向電極１２０との第１層間絶縁膜１２２Ｂの膜厚ｔ１と、反射領域Ｂの画素電極１２５と対向電極１２０の第２層間絶縁膜１２３Ｂの膜厚ｔ２とを等しくし、第１層間絶縁膜１２２Ｂと第２層間絶縁膜１２３Ｂの比誘電率が異なることにある。
図８に示すような、マルチギャップでは、透過領域Ａと反射領域Ｂで相対的にギャップが決定されるため、第２の透明基板１０２（ＴＦＴ基板）で駆動電圧を調整する工夫が必要となる。
本第２の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２Ｂの比誘電率ε１は、第２層間絶縁膜１２３Ｂの比誘電率ε２に対して、２分の１以下にすることにより、反射領域で狭くなったギャップ２分の１を相殺して、透過領域Ａと反射領域Ｂの駆動電圧を一致させることを特徴とする。
つまり、反射領域Ｂの電界強度を強くして、式（１）のＬの常数を事実上、２分の１に削減する効果を持つ。ただし、上述したように、第１層間絶縁膜１２２Ｂと第２層間絶縁膜１２３Ｂの膜厚は同じものを使用する。
本第２の実施形態においては、第１層間絶縁膜１２２Ｂの比誘電率ε１は、第２層間絶縁膜１２３Ｂの比誘電率ε２に対して、２分の１以下にすることにより、反射領域で狭くなったギャップ２分の１を相殺して、透過領域Ａと反射領域Ｂの駆動電圧を一致させることを特徴とする。
つまり、反射領域Ｂの電界強度を強くして、式（１）のＬの常数を事実上、２分の１に削減する効果を持つ。ただし、上述したように、第１層間絶縁膜１２２Ｂと第２層間絶縁膜１２３Ｂの膜厚は同じものを使用する。
ちなみに、半導体で使用される絶縁膜の比誘電率としては、ε1をε＿ＳｉＯ２＝３．９として他をε２とすると、ε＿Ｓｉ３Ｎ４＝７．５、ε＿Ｔａ２Ｏ５ ＝２２があるため、ε1 <ε2 <6 x ε1 または、ε2≧2 x ε1、が成立する必要がある。
なお、ε2＝2 x ε1から多少ずれても、偏光板、コントラスト、視野角の最適化でかならずしも、ε2＝2 x ε1をみたさなくてもよい。
なお、ε2＝2 x ε1から多少ずれても、偏光板、コントラスト、視野角の最適化でかならずしも、ε2＝2 x ε1をみたさなくてもよい。
なお、層間絶縁膜１２２Ｂ、１２３Ｂは、アクリルポリイミドなどの有機膜で形成することが可能である。
本第２の実施形態によれば、上述した第１の実施形態と同様に、ＦＦＳ型、ＩＰＳ型で透過と反射の機能を持った液晶表示装置が形成できる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
＜第３実施形態＞
図９は、本発明の第３の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図９は、本発明の第３の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
また、本第３の実施形態の液晶表示装置１Ｃが第２の実施形態の液晶表示装置１Ｂと異なる点は、透過領域Ａの液晶層厚（ギャップ厚）Ｄ１は、反射領域Ｂの液晶層厚（ギャップ厚）Ｄ２の２倍以上に設定されていることにある。この場合も、第１および第２の実施形態と同様に、反射領域Ｂに配置する液晶セル内の位相差膜１０７が第１の透明電極１０１側に存在することにある。
ちなみに、反射領域Ｂは円偏光を選択的に実現しなくてはならない。そのため、反射領域Ｂは、円偏光モードを起こすための位相差板が必要である。
しかしながら、この位相差板に光出射側偏光板１１１側に、フィルム状の位相差板を、第１の透明基板１０１の外側にミクロンオーダーの画素毎に選択的に装着させることは、フィルムの延伸等を考慮すると困難である。
そのため、本実施形態においては、液晶のセル内に位相差膜１０７を選択的に形成して反射領域ＢをＦＦＳ型で形成することが可能となる。
しかしながら、この位相差板に光出射側偏光板１１１側に、フィルム状の位相差板を、第１の透明基板１０１の外側にミクロンオーダーの画素毎に選択的に装着させることは、フィルムの延伸等を考慮すると困難である。
そのため、本実施形態においては、液晶のセル内に位相差膜１０７を選択的に形成して反射領域ＢをＦＦＳ型で形成することが可能となる。
ＦＦＳ構造での透過モードと反射モードを両立させるためには、透過領域Ａは直線偏光で反射領域Ｂに位相差膜１０７を形成することが合理的である。
本実施形態においては、第１の透明基板１０１上に位相差膜１０７を形成して段差構造を形成することを特徴としている。
内蔵の位相差膜１０７は、透過領域Ａの垂直偏光に対して、１／２波長のリタデーション（円偏光）を行うことを特徴とする。
加えて、反射領域での液晶層１０３のリタデーションは１／４波長である。
本実施形態においては、第１の透明基板１０１上に位相差膜１０７を形成して段差構造を形成することを特徴としている。
内蔵の位相差膜１０７は、透過領域Ａの垂直偏光に対して、１／２波長のリタデーション（円偏光）を行うことを特徴とする。
加えて、反射領域での液晶層１０３のリタデーションは１／４波長である。
半透過形液晶表示装置１Ｃは、反射領域Ｂで光は液晶表示装置上面の偏光板１１１から入射して、液晶パネル内部の反射膜１２１で反射された後に、再び、上面の偏光板１１１を通過して、観察者が認識できる。
透過領域Ａにおいて、光は液晶表示装置下面の偏光板１２７から入射して、その後液晶表示装置上面の偏光板１１１を通過して、観察者に認識される。
この光の違いから反射領域と透過領域では暗表示となる光の位相差が１/４波長だけ異なる。これらを同一印可電圧にするために、反射領域と透過領域の位相差を４分の１波長シフトする必要がある。このため、反射領域Ｂのみ波長を４分の１シフトさせるための位相差部分（膜）が必要となる。
透過領域Ａにおいて、光は液晶表示装置下面の偏光板１２７から入射して、その後液晶表示装置上面の偏光板１１１を通過して、観察者に認識される。
この光の違いから反射領域と透過領域では暗表示となる光の位相差が１/４波長だけ異なる。これらを同一印可電圧にするために、反射領域と透過領域の位相差を４分の１波長シフトする必要がある。このため、反射領域Ｂのみ波長を４分の１シフトさせるための位相差部分（膜）が必要となる。
本第３の実施形態によれば、上述した第１および第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第４実施形態＞
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１０は、本発明の第４の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第４の実施形態の液晶表示装置１Ｄが第２の実施形態の液晶表示装置１Ｂと異なる点は、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２Ｄを反射領域Ｂの第２層間絶縁膜１２３Ｄで覆うように形成し、透過領域Ａの比誘電率ε１と反射領域Ｂの比誘電率ε２を変化させて、ε1<ε2<6x ε1、または、ε2≦2 x ε1を実現したことにある。
この場合、透過領域Ａの層間絶縁膜の厚さはt1+t2となり、反射領域Ｂの層間絶縁膜の厚さはt2となり、t1+t2 > t2が成り立つ。
本第４の実施形態によれば、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第５実施形態＞
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１１は、本発明の第５の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第４の実施形態の液晶表示装置１Ｅが第２の実施形態の液晶表示装置１Ｂと異なる点は、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２Ｅで反射領域Ｂの第２層間絶縁膜１２３Ｅを覆うように形成し、透過領域Ａの比誘電率ε１と反射領域Ｂの比誘電率ε２を変化させて、ε1<ε2<6x ε1、または、ε2≦2 x ε1を実現したことにある。
この場合、透過領域Ａの層間絶縁膜の厚さはt1となり、反射領域Ｂの層間絶縁膜の厚さはt1+t2となり、t1<t1+t2が成り立つ。
本第５の実施形態によれば、上述した第２の実施形態と同様の効果を得ることができる。
＜第６実施形態＞
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１２は、本発明の第６の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第６の実施形態の液晶表示装置１Ｆが第２の実施形態の液晶表示装置１Ｂと異なる点は、第１層間絶縁膜１２２Ｆの比誘電率ε１は、第２層間絶縁膜１２３Ｆの比誘電率ε２と異なり、かつ、第１層間絶縁膜１２２Ｆと第２層間絶縁膜１２３Ｆの膜厚が異なる点にある。
本第６の実施形態においては、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２Ｆと反射領域Ｂの第２層間絶縁膜１２３Ｆが、同じ膜厚でない状態で、透過領域Ａ側と反射領域Ｂ側の駆動電圧を同じ駆動電圧とするために、その各々の層間絶縁膜の比誘電率に差異を持たせることを特徴としている。
すなわち、液晶表示装置１Ｆは、比誘電率の違う透過領域Ａの層間絶縁膜１２２Ｆと膜厚の異なる反射領域Ｂの層間絶縁膜１２３Ｆが形成され（ｔ１＞ｔ２）、透過領域Ａの駆動電圧と反射領域Ｂの駆動電圧を同一電圧にするために、透過領域Ａの層間絶縁膜１の誘電率ε１と反射領域の層間絶縁膜２の誘電率ε２を変えることにより対応する。
たとえば、図１３に示す実施例のように、第１層間絶縁膜（１）１２２ＦはＳｉＮで形成され、その比誘電率は７．５であり、第２層間絶縁膜（２）１２３ＦはＳｉＯ２で形成され比誘電率3.9である。
かつ膜厚は、第１層間絶縁膜（１）１２２Ｆは１μｍで、第２層間絶縁膜（２）は０．７μｍである。
これにより、第１層間絶縁膜（１）を有する透過領域Ａの駆動電圧は３．３４Ｖ、第２層間絶縁膜（２）を有する反射領域Ｂの駆動電圧は３．２４Ｖとなり、透過と反射の駆動電圧を略同一にすることができる。
かつ膜厚は、第１層間絶縁膜（１）１２２Ｆは１μｍで、第２層間絶縁膜（２）は０．７μｍである。
これにより、第１層間絶縁膜（１）を有する透過領域Ａの駆動電圧は３．３４Ｖ、第２層間絶縁膜（２）を有する反射領域Ｂの駆動電圧は３．２４Ｖとなり、透過と反射の駆動電圧を略同一にすることができる。
＜第７実施形態＞
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図１５は、本発明の第７の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１４は、本発明の第７の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図１５は、本発明の第７の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第７の実施形態の液晶表示装置１Ｇが第６の実施形態の液晶表示装置１Ｆと異なる点は、第１層間絶縁膜１２２Ｇの膜厚ｔ１より第２層間絶縁膜１２３Ｇの膜厚ｔ２を厚くして、反射領域の液晶厚Ｄ２を形成するようにしたことにある。
この場合、第１の透明電極１０１側の平坦化膜は不要である。
この場合、第１の透明電極１０１側の平坦化膜は不要である。
本第７の実施形態においては、反射領域Ｂの層間絶縁膜１２３Ｇの膜厚ｔ２を透過領域Ａの層間絶縁膜１２２Ｇより膜厚ｔ１より厚くし、かつ反射領域の層間絶縁膜２を反射領域のマルチギャップ用の段差部を兼用させることを特徴としている。
すなわち、本第７の実施形態は、透過領域Ａの第１層間絶縁膜１２２Ｇと反射領域Ｂの第２層間絶縁膜１２３Ｇが、同じ膜厚でない状態で、透過領域Ａ側と反射領域Ｂ側の駆動電圧を同じ駆動電圧とするために、透過領域Ａの層間絶縁膜１２２Ｇの誘電率ε１と反射領域Ｂの層間絶縁膜１２３Ｇの誘電率ε２を変えることにより対応する。
かつ、層間絶縁膜２を反射領域のマルチギャップ化を可能にするための段差部として形成する。
かつ、層間絶縁膜２を反射領域のマルチギャップ化を可能にするための段差部として形成する。
たとえば図１６に示す実施例のように、第１層間絶縁膜（１）１２２ＧはＳｉＯ２
により形成され比誘電率３．９であり、第２層間絶縁膜（２）１２３ＧはＴａＯ２により形成され比誘電率２２である。
かつ膜厚は、第１層間絶縁膜（１）１２２Ｇは０．５μｍで、第２層間絶縁膜（２）１２３Ｇは１μｍである。
これにより、第１層間絶縁膜１２２Ｇを有する透過領域Ａの駆動電圧は３．４９Ｖ、第２層間絶縁膜（２）を有する反射領域Ｂの駆動電圧は４．３９Ｖと、透過と反射の駆動電圧を略同一にすることができる。
かつ、透過領域Ａの液晶厚（基板ギャップ）Ｄ１は３μｍ、反射領域Ｂの液晶厚（基板ギャップ）Ｄ２は２μｍとすることができ、反射領域Ｂの層間絶縁膜で段差部が形成できる。
により形成され比誘電率３．９であり、第２層間絶縁膜（２）１２３ＧはＴａＯ２により形成され比誘電率２２である。
かつ膜厚は、第１層間絶縁膜（１）１２２Ｇは０．５μｍで、第２層間絶縁膜（２）１２３Ｇは１μｍである。
これにより、第１層間絶縁膜１２２Ｇを有する透過領域Ａの駆動電圧は３．４９Ｖ、第２層間絶縁膜（２）を有する反射領域Ｂの駆動電圧は４．３９Ｖと、透過と反射の駆動電圧を略同一にすることができる。
かつ、透過領域Ａの液晶厚（基板ギャップ）Ｄ１は３μｍ、反射領域Ｂの液晶厚（基板ギャップ）Ｄ２は２μｍとすることができ、反射領域Ｂの層間絶縁膜で段差部が形成できる。
なお、反射領域Ｂの第２層間絶縁膜（２）の材料はＳＩＮであっても本発明が成立することは言うまでもない。
また、本第７の実施形態の液晶表示装置１Ｇは、図１４に示すように、透過反射型液晶表示において、対向電極を信号線とゲート線の上にかぶらせる（重畳するような状態を有する）ことを特徴としている。
本第７の実施形態においては、ＩＴＯ等からなる対向電極１２０を信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２の直上におくことにより信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２からの電圧変動の飛び込みをシールドすることが可能となるため、対向電極１２０上部に配置された画素電極１２５への信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２から画素電極（ITO）１２５への電圧変動の飛び込みによる変動が抑えられ、液晶表示装置に発生するフリッカー横縦のクロストークの画質劣化を防ぐことができる。
＜第８実施形態＞
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図１８は、本発明の第８の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１７は、本発明の第８の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図１８は、本発明の第８の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
本第８の実施形態の液晶表示装置１Ｈは、図１７に示すように、透過型、透過反射型液晶表示において、対向電極を信号線とゲート線の上にかぶらせる（重畳するような状態を有する）ことを特徴としている。
図１８においては、図５と異なる点は、第１の透明基板１０１側ではカラーフィルタ１０４上に配向膜１０５が形成された形態を有している。
また、第２の透明基板１０２側においては、反射膜１２１が形成されておらず、かつ、マルチギャップ構造を有していない。
図１８においては、図５と異なる点は、第１の透明基板１０１側ではカラーフィルタ１０４上に配向膜１０５が形成された形態を有している。
また、第２の透明基板１０２側においては、反射膜１２１が形成されておらず、かつ、マルチギャップ構造を有していない。
図１７および図１８の例は透過型として示しているが、本第８の実施形態においては、ＩＴＯ等からなる対向電極１２０を信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２の直上におくことにより信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２からの電圧変動の飛び込みをシールドすることが可能となるため対向電極１２０上部に配置された画素電極１２５への信号配線１１６と走査配線（ゲート線）１１２から画素電極（ITO）１２５への電圧変動の飛び込みによる変動が抑えられ、液晶表示装置に発生するフリッカー横縦のクロストークの画質劣化を防ぐことができる。
＜第９実施形態＞
図１９は、本発明の第９の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図２０は、本発明の第９の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
図１９は、本発明の第９の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置のレイアウト平面図であり、図２０は、本発明の第９の実施形態に係る反射透過併用型液晶表示装置の断面図である。
第９の実施形態の液晶表示装置１Ｉが第１の実施形態等の液晶表示装置１Ａと異なる点は、ＦＦＳ型の代わりに、ＩＰＳ型の液晶表示装置として構成されている。
第１の透明基板１０１側においては、カラーフィルタ１０４上に平坦化膜１０８Ｉが形成され、その上に並列に非位相差膜１０６および位相差膜１０７が形成され、さらにそれらの上に配向膜１０９が形成されている。
また、第２の透明基板１０２においては、反射領域Ｂの絶縁膜１１４上に反射膜１２１が形成され、第１層間絶縁膜１２２Ｉと第２層間絶縁膜１２３Ｉ上に、互い櫛歯状に形成されて互いに対向するように、対向電極１２０Ｉと画素電極１２５Ｉが形成されている。
そして、画素電極１２５Ｉと対向電極１２０Ｉの間の線間隔を透過領域Ａと反射領域Ｂで変えている。
また、第１の層間絶縁膜１２２Ｉの膜厚Ｌ２と第２の層間絶縁膜１２３Ｉの膜厚ＬとはL2 ≦1/2 x L1、の関係を満足している。
第１の透明基板１０１側においては、カラーフィルタ１０４上に平坦化膜１０８Ｉが形成され、その上に並列に非位相差膜１０６および位相差膜１０７が形成され、さらにそれらの上に配向膜１０９が形成されている。
また、第２の透明基板１０２においては、反射領域Ｂの絶縁膜１１４上に反射膜１２１が形成され、第１層間絶縁膜１２２Ｉと第２層間絶縁膜１２３Ｉ上に、互い櫛歯状に形成されて互いに対向するように、対向電極１２０Ｉと画素電極１２５Ｉが形成されている。
そして、画素電極１２５Ｉと対向電極１２０Ｉの間の線間隔を透過領域Ａと反射領域Ｂで変えている。
また、第１の層間絶縁膜１２２Ｉの膜厚Ｌ２と第２の層間絶縁膜１２３Ｉの膜厚ＬとはL2 ≦1/2 x L1、の関係を満足している。
本第９の実施形態によれば、上述した第１〜第８の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
すなわち、本第９の実施形態によれば、ＩＰＳ型で透過と反射の機能を持った液晶表示装置が形成できる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
すなわち、本第９の実施形態によれば、ＩＰＳ型で透過と反射の機能を持った液晶表示装置が形成できる。
また、透過と反射の駆動電圧を一つにすることができるため、電源電圧数とこれに伴う駆動回路内のレベルシフタ回路が簡単な回路構成となる。
画素部の透過領域、反射領域の画素レイアウトが複雑なレイアウトが簡素化できる。そのため、高い透過率、反射率の画素レイアウトが可能となる。
駆動回路を単一電源で取り扱うため、駆動回路数が減少して、液晶表示装置のコストを下げることが可能となる。
またさらに、上記実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置に代表されるアクティブマトリクス型表示装置は、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等のＯＡ機器やテレビジョン受像機などのディスプレイとして用いられる外、特に装置本体の小型化、コンパクト化が進められている携帯電話機やＰＤＡなどの電子機器の表示部として用いて好適なものである。
図２１は、本発明の実施形態が適用される電子機器（携帯端末）、たとえば携帯電話機の構成の概略を示す外観図である。
本例に係る携帯電話機２００は、装置筐体２１０の前面側に、スピーカ部２２０、表示部２３０、操作部２４０、およびマイク部２５０が上部側から順に配置された構成となっている。
このような構成の携帯電話機において、表示部２３０にはたとえば液晶表示装置が用いられ、この液晶表示装置として、先述した実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられる。
このような構成の携帯電話機において、表示部２３０にはたとえば液晶表示装置が用いられ、この液晶表示装置として、先述した実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置が用いられる。
このように、携帯電話機などの携帯端末において、先述した実施形態に係るアクティブマトリクス型液晶表示装置を表示部２３０として用いることにより、周波数ばらつきを有する発振器に対し、出力周波数のばらつきをある一定保証範囲内に抑制することが可能で、また、インタフェースの電圧および周波数に依存しない独立した回路ブロックを構成・制御できるため、インタフェースの低電圧・高周波数に対応した回路一体型液晶表示装置の実現が可能である。
１Ａ〜１Ｉ・・・液晶表示装置、２・・・有効画素領域部、２ＰＸＬ・・・画素部、２１・・・ＴＦＴ、５・・・走査線、６・・・信号線、７・・・共通配線、１０１・・・第１の透明電極、１０２・・・第２の透明電極、１０３・・・液晶層、１０４・・・カラーフィルタ、１０５・・・配向膜、１０６・・・非位相差膜、１０７・・・位相差膜、１０８・・・平坦化膜、１１１・・・偏光板、１１２・・・走査配線（ゲート線）、１１３・・・共通配線（ＶＣＯＭ配線）、１１４・・・絶縁膜、１１５・・・半導体薄膜層、１１６・・・信号配線、１１７・・・導電部、１１８・・・層間絶縁膜、１１９・・・コンタクトホール、１２０，１２０Ｉ・・・対向電極、１２１・・・反射膜、１２２、１２２Ｂ〜１２２Ｈ・・・透過領域側絶縁膜（第１層間絶縁膜）、１２３，１２３Ｂ〜１２３Ｈ・・・反射領域側絶縁膜（第２層間絶縁膜）、１２４・・・コンタクトホール、１２５・・・画素電極、１２５１・・・フリンジパターン、１２６・・・配向膜、１２７・・・偏光板。
Claims (3)
- 透過領域と反射領域を有する液晶表示装置であって、
第１の基板と、
第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、
を有し、
上記第１の基板の反射領域には、位相差膜が形成され、
上記第２の基板には、対向電極と層間絶縁膜と画素電極とが少なくとも形成され、
上記透過領域の液晶層の厚さが上記反射領域の液晶層の厚さより厚く、
上記層間絶縁膜は、透過領域側層間絶縁膜が反射領域側層間絶縁膜に延在されて反射領域側で重なり部分を有する
液晶表示装置。 - 上記層間絶縁膜の比誘電率は、上記透過領域で上記反射領域より小さい
請求項１記載の液晶表示装置。 - 透過領域と反射領域を有する液晶表示装置を備えた電子機器であって、
上記液晶表示装置は、
第１の基板と、
第２の基板と、
上記第１の基板と上記第２の基板間に配置された液晶層と、
を有し、
上記第１の基板の反射領域には、位相差膜が形成され、
上記第２の基板には、対向電極と層間絶縁膜と画素電極とが少なくとも形成され、
上記透過領域の液晶層の厚さが上記反射領域の液晶層の厚さより厚く、
上記層間絶縁膜は、透過領域側層間絶縁膜が反射領域側層間絶縁膜に延在されて反射領域側で重なり部分を有する
電子機器。
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