JP2009271162A - 液晶表示装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】反射層の凹凸面上に平坦化層を設けその上に電極を形成する構成で、スイッチング素子と電極との間を電気的に接続するコンタクトホール内の断線を抑えた液晶表示装置および電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶表示装置１００の素子基板１０は、液晶層４０側に凹凸面を有する樹脂層２２と、樹脂層２２の凹凸面上に形成され、凹凸面を反映した上面を有する反射層２４と、少なくとも反射層２４を覆うように形成された平坦化層２５と、平坦化層２５の液晶層４０側に設けられたＴＦＴ素子２０と、ＴＦＴ素子２０を覆う絶縁層２８と、絶縁層２８を貫通するコンタクトホール２８ａと、絶縁層２８上に、コンタクトホール２８ａを介してＴＦＴ素子２０に電気的に接続された画素電極１６と、を備えていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、液晶表示装置および電子機器に関する。

従来から、反射表示を行うことができる液晶表示装置が知られている。このような液晶表示装置では、反射表示領域に、液晶層に入射した外光を反射する反射層が設けられている。この反射層は、反射表示において良好な表示特性を得ることを目的として、光を散乱させるための凹凸面を有している。この凹凸面は、例えば、凹凸面を有する下地層上に反射層を形成することで付与される。しかしながら、このような液晶表示装置では、凹凸面の凹部と凸部とで液晶層の厚みが異なることにより光の変調状態が異なってしまい、反射表示におけるコントラスト低下が生じる場合がある。

また、液晶表示装置の広視野角化を図る一手段として、液晶層に対して基板に平行な方向の電界を発生させて液晶分子の配向制御を行う方式（以下、横電界方式と呼ぶ）、例えば、ＦＦＳ（Fringe-Field Switching）方式やＩＰＳ（In-Plane Switching）方式が知られている。このような液晶表示装置では、一対の基板の一方に液晶分子を駆動するための一対の電極が設けられている。ところで、反射表示領域を有する横電界方式の液晶表示装置では、スリット状の開口部を有する電極や櫛歯状電極が形成される面に反射層の凹凸面が反映されることから、電極の断線や隣接する他の電極との短絡が発生してしまい、液晶表示装置の製造歩留りが低下する場合がある。

これらの課題に対して、反射層上に平坦化層を設け、その平坦化層上に電極を形成する構成が提案されている（例えば特許文献１）。このような構成によれば、電極を形成する面、すなわち平坦化層の上面に反射層の凹凸面が反映されないので、反射表示におけるコントラスト低下や液晶表示装置の製造歩留り低下が抑えられる。

特開２００６−２５９５０１号公報

しかしながら、反射層上に平坦化層を設けその上に電極を形成する構成では、基板上に形成されたスイッチング素子と、電極との間の距離が下地層および平坦化層の層厚分だけ長くなる。そのため、スイッチング素子と電極との間をコンタクトホールを介して電気的に接続する場合、コンタクトホールの深さは下地層および平坦化層の層厚分だけ深くなる。コンタクトホールが深くなると、コンタクトホールの内面に形成される導電膜の膜厚が不足する部分が生じ易くなるため、コンタクトホール内で断線が発生し液晶表示装置の製造歩留り低下を招くという課題がある。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

［適用例１］本適用例に係る液晶表示装置は、第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、反射表示領域を有する複数の画素と、を備えた液晶表示装置であって、前記第１の基板の前記液晶層側には、少なくとも前記反射表示領域に対応した領域に凹凸面を有する下地層と、前記下地層の前記凹凸面上に形成され、前記凹凸面を反映した上面を有する反射層と、少なくとも前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、前記平坦化層の前記液晶層側に設けられたスイッチング素子と、前記スイッチング素子を覆う絶縁層と、前記絶縁層を貫通するコンタクトホールと、前記絶縁層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子に電気的に接続された第１の電極と、が備えられていることを特徴とする。

この構成によれば、平坦化層の液晶層側にスイッチング素子が設けられており、スイッチング素子を覆う絶縁層に設けられたコンタクトホールを介して、スイッチング素子と第１の電極とが電気的に接続されている。このため、スイッチング素子と第１の電極との間に下地層および平坦化層が介在する構成に比べてコンタクトホールを浅くできる。これにより、コンタクトホールの内面に形成される導電膜の膜厚不足が生じにくくなるので、コンタクトホール内での断線を抑えることができる。また、反射層上に形成された平坦化層により、第１の電極を形成する面に反射層の凹凸面が反映されないので、液晶層の厚みのムラが抑えられる。この結果、良好なコントラスト特性を有し、製造歩留り低下を抑えた液晶表示装置を提供できる。

［適用例２］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記平坦化層と前記スイッチング素子との間には、無機絶縁層が備えられていてもよい。

この構成によれば、スイッチング素子は無機絶縁層上に形成される。このため、スイッチング素子周辺に形成される電極および配線の形成面に対する密着性が向上する。また、無機絶縁層で平坦化層を覆うことで平坦化層が保護されるので、スイッチング素子を形成する工程でのエッチング処理等において用いられる溶媒等により平坦化層が損傷を受けるのを回避できる。

［適用例３］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記下地層は、前記第１の基板の基体上に配置された樹脂層であってもよい。

この構成によれば、下地層は第１の基板の基体上に配置された樹脂層である。このため、フォトリソグラフィ法等を適用することにより、容易に表面に凹凸面を形成できる。

［適用例４］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記下地層は、前記第１の基板の基体であってもよい。

この構成によれば、下地層は第１の基板の基体である。このため、基体上に樹脂層を配置する場合に比べて、液晶表示装置を薄型化できるとともに、透過表示領域における光の透過率を向上できる。また、樹脂層が液晶表示装置の製造工程における熱の影響を受ける場合に、基体を樹脂より耐熱性の高いガラスや石英等とすることで、熱の影響を回避できる。

［適用例５］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記第１の基板の前記液晶層側には、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極が設けられていてもよい。

この構成によれば、横電界により液晶分子の配向制御を行う方式の液晶表示装置で、コンタクトホール内での断線の発生を抑え、かつ第１の電極の断線や隣接する他の電極との短絡の発生を抑えることができる。

［適用例６］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記第２の基板の前記液晶層側には、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極が設けられていてもよい。

この構成によれば、第１の基板と第２の基板との間に生じる縦電界により液晶分子の配向制御を行う方式の液晶表示装置で、コンタクトホール内での断線の発生を抑えることができる。

［適用例７］上記適用例に係る液晶表示装置であって、前記複数の画素は、前記反射層が配置されていない透過表示領域をさらに有し、前記平坦化層は、前記反射表示領域と前記透過表示領域とに亘って配置されていてもよい。

この構成によれば、半透過反射型の液晶表示装置で、コンタクトホール内での断線の発生を抑えることができる。

［適用例８］本適用例に係る電子機器は、上記に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする。

以下に、本実施の形態について図面を参照して説明する。なお、参照する各図面において、構成をわかりやすく示すため、各構成要素の層厚や寸法の比率、角度等は適宜異ならせてある。また、参照する各図面において、素子、配線、接続部等を省略してある。

＜液晶表示装置＞
（第１の実施形態）
まず、第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成について図を参照して説明する。図１は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図である。詳しくは、（ａ）は斜視図であり、（ｂ）は（ａ）中のＡ−Ａ’線に沿った断面図である。図２は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示領域を拡大して示した平面図である。図３は、第１の実施形態に係る液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図である。

本実施形態に係る液晶表示装置は、スイッチング素子としてＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）素子を備えたアクティブマトリクス型の液晶表示装置であるとともに、ＦＦＳ方式の半透過反射型の液晶表示装置である。図１に示すように、液晶表示装置１００は、第１の基板としての素子基板１０と、素子基板１０に対向して配置された第２の基板としての対向基板３０とを備えている。素子基板１０と対向基板３０とは、枠状のシール剤４１を介して対向して貼り合わされている。

素子基板１０と対向基板３０とシール剤４１とによって囲まれた空間には、液晶層４０が封入されている。素子基板１０の液晶層４０とは反対側の面には、偏光板４４が配置されており、対向基板３０の液晶層４０とは反対側の面には、偏光板４５が配置されている。素子基板１０は、対向基板３０より大きく、一部が対向基板３０に対して張り出した状態で貼り合わされている。この張り出した部位には、液晶層４０を駆動するためのドライバＩＣ４２が実装されている。液晶表示装置１００は、液晶層４０が封入された表示領域２において表示を行う。

図２に示すように、表示領域２には、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の表示に寄与する画素４Ｒ，４Ｇ，４Ｂ（以下では、対応する色について区別しない場合には単に画素４とも呼ぶ）が複数配置されている。画素４は、液晶表示装置１００の表示の最小単位であり、隣り合う画素４同士の間に間隔が空くように、Ｘ軸およびＹ軸に沿ってマトリクス状に配置されている。画素４は、例えば平面視で矩形状である。隣り合う画素４同士の間には、遮光層３２が配置されている。遮光層３２は、平面視で格子状に形成されており、画素４の領域を区画している。遮光層３２は、画素４同士の間から漏れる光を遮って表示のコントラストを向上させる役割を果たす。なお、Ｘ軸は画素４の行方向を示し、Ｙ軸は画素４の列方向を示している。

それぞれの画素４は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとを有している。Ｘ軸に沿った方向には反射表示領域Ｒ同士または透過表示領域Ｔ同士が対向するように配列され、Ｙ軸に沿った方向には反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとが互いに対向するように配列されている。画素４Ｒ，４Ｇ，４Ｂから画素群６が構成されている。液晶表示装置１００では、画素群６において画素４Ｒ，４Ｇ，４Ｂのそれぞれの表示の輝度を適宜変えることで、種々の色の表示を行うことができる。

図３に示すように、表示領域２には、複数の走査線１２と複数のデータ線１４とが交差するように形成され、走査線１２とデータ線１４との交差に対応して画素４が設けられている。画素４のそれぞれには、画素電極１６と、画素電極１６を制御するためのＴＦＴ素子２０とが形成されている。また、画素４のそれぞれには、画素電極１６との間で横電界を発生させるための第２の電極としての共通電極１８が形成されている。共通電極１８は、共通配線１７に電気的に接続されている。

ＴＦＴ素子２０のソース電極２０ｓ（図４参照）は、データ線駆動回路１３から延在するデータ線１４に電気的に接続されている。データ線１４には、データ線駆動回路１３からデータ信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎが線順次で供給される。ＴＦＴ素子２０のゲート電極２０ｇ（図４参照）は、走査線駆動回路１５から延在する走査線１２の一部である。走査線１２には、走査線駆動回路１５から走査信号Ｇ１、Ｇ２、…、Ｇｍが線順次で供給される。ＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄ（図４参照）は、画素電極１６に電気的に接続されている。

データ信号Ｓ１、Ｓ２、…、Ｓｎは、ＴＦＴ素子２０を一定期間だけオン状態とすることにより、データ線１４を介して画素電極１６に所定のタイミングで書き込まれる。このようにして画素電極１６を介して、液晶層４０に書き込まれた所定レベルの画素信号は、共通電極１８との間で一定期間保持される。ここで、画素電極１６と共通電極１８との間には保持容量１９が形成されており、画素電極１６の電圧は、例えば、ソース電圧が印加された時間よりも長い時間保持される。これにより、電荷の保持特性が改善され、液晶表示装置１００はコントラスト比の高い表示を行うことができる。

次に、液晶表示装置１００の詳細な構成について図を参照して説明する。図４および図５は、液晶表示装置１００の画素４の構成を示す図である。詳しくは、図４は、図５中のＢ−Ｂ’線に沿った断面図である。図５は、対向基板３０側から見たときの平面図であり、対向基板３０の図示を省略している。なお、図５におけるＸ軸およびＹ軸は、それぞれ図２におけるＸ軸およびＹ軸の方向を示している。

図４に示すように、素子基板１０は、基板１１を基体として構成されており、基板１１上に、下地層としての樹脂層２２と、反射層２４と、平坦化層２５と、ＴＦＴ素子２０と、共通配線１７と、共通電極１８と、ゲート絶縁層２７と、絶縁層２８と、画素電極１６と、配向膜２９とを備えている。基板１１は、透光性を有する材料からなり、例えばガラスからなる。基板１１の材料は、石英や樹脂であってもよい。

樹脂層２２は、基板１１上に形成されている。樹脂層２２は、透光性を有する樹脂からなり、例えばポジ型の感光性アクリル樹脂からなる。樹脂層２２は、液晶層４０側の反射表示領域Ｒに凹凸面を有している。この凹凸面は、樹脂層２２の反射表示領域Ｒのうち、凹凸形状の凸部の非形成領域に露光光が照射される開口パターンを有するマスクを用いてパターニングした後、加熱処理を施して凸部の上端面をだれさせることにより形成される。樹脂層２２の層厚は、例えば２μｍ程度であり、凹凸面の凸部と凹部との段差は、例えば０．５μｍ〜１μｍ程度である。

反射層２４は、樹脂層２２の凹凸面上に形成されており、樹脂層２２の凹凸面を反映した上面、すなわち凹凸面を有している。反射層２４は、反射表示領域Ｒに位置している。反射層２４は、光反射性を有する金属膜からなり、例えばアルミニウムからなる。反射層２４の材料は、ＡＰＣ（銀−パラジウム−銅の合金）であってもよい。反射層２４は、凹凸面を有することにより、液晶層４０側から入射した光を散乱反射する。

平坦化層２５は、樹脂層２２と反射層２４とを覆うように形成されている。平坦化層２５は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとに亘って配置されている。平坦化層２５は、透光性を有する樹脂からなり、例えばネガ型の感光性樹脂からなる。平坦化層２５の材料は、ＵＶ硬化型樹脂であってもよい。平坦化層２５は、反射層２４の凹凸面の段差を埋めることにより反射表示領域Ｒにおける液晶層４０側の面を略平坦化するとともに、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとに亘って略平坦な面を構成している。したがって、平坦化層２５の材料は、低粘度であることが好ましい。平坦化層２５の層厚は、例えば１．５μｍ〜２μｍ程度である。

平坦化層２５の液晶層４０側には、ゲート電極２０ｇと、共通配線１７と、共通電極１８とが形成されている。ゲート電極２０ｇは、同層に形成された走査線１２の一部である。

共通電極１８は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとに亘ってベタ状に形成されている。共通電極１８は、一辺部において共通配線１７に重なっており、この部分で共通配線１７に電気的に接続されている。共通電極１８は、平坦化層２５上に配置されることにより、反射層２４の凹凸面の影響を受けることなく、略平坦に形成されている。共通電極１８は、透光性を有する導電材料からなり、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide）からなる。

ゲート絶縁層２７は、平坦化層２５上と、ゲート電極２０ｇ（走査線１２）と共通配線１７と共通電極１８とを覆うように形成されている。ゲート絶縁層２７は、例えばＳｉＯ₂（酸化ケイ素）からなる。

ゲート絶縁層２７上には、半導体層２０ａと、ソース電極２０ｓと、ドレイン電極２０ｄとが形成されている。図５に示すように、半導体層２０ａは、平面視で走査線１２に重なる位置に形成されている。半導体層２０ａは、アモルファスシリコンやポリシリコン等の半導体からなる。ソース電極２０ｓは、データ線１４から分岐した部分であり、その一部が半導体層２０ａの一部を覆うように形成されている。ドレイン電極２０ｄは、一部が半導体層２０ａの一部を覆うように形成されている。半導体層２０ａと、ソース電極２０ｓと、ドレイン電極２０ｄと、ゲート電極２０ｇとでＴＦＴ素子２０が構成される。

図４に戻って、絶縁層２８は、ゲート絶縁層２７と、半導体層２０ａと、ソース電極２０ｓ（データ線１４）と、ドレイン電極２０ｄとを覆うように形成されている。絶縁層２８は、平坦化層２５の液晶層４０側に配置されることにより、反射層２４の凹凸面が反映されない略平坦な上面を有している。絶縁層２８は、例えばＳｉＮ（窒化ケイ素）からなる。絶縁層２８の層厚は、例えば１μｍ以下であり、好ましくは０．１μｍ〜０．５μｍ程度である。絶縁層２８には、ドレイン電極２０ｄと画素電極１６とが重なる位置に、絶縁層２８を貫通するコンタクトホール２８ａが設けられている。

画素電極１６は、絶縁層２８上に形成されている。図５に示すように、画素電極１６は、共通電極１８に平面視でほぼ重なる領域に形成され、複数のスリット状の開口部１６ａを有している。また、画素電極１６は、一辺部においてドレイン電極２０ｄとコンタクトホール２８ａとに平面視で重なっている。画素電極１６は、透光性を有する導電材料からなり、例えばＩＴＯからなる。画素電極１６は、例えばスパッタリング法を用いてベタ状の膜を形成した後、画素電極１６の外形と開口部１６ａとに対応した部分をパターニングすることにより形成される。画素電極１６は、反射層２４の凹凸面が反映されない略平坦な絶縁層２８上に形成されるので、開口部１６ａの周辺における断線の発生が抑えられる。

図４に示すように、画素電極１６と共通電極１８とは絶縁層２８を介して対向しており、画素電極１６と共通電極１８との間には絶縁層２８を誘電体膜とする保持容量１９（図３参照）が形成されている。素子基板１０では、画素電極１６と共通電極１８との間に電圧が印加されると、スリット状の開口部１６ａおよびその周辺に素子基板１０に平行な方向の横電界が発生する。この横電界によって、液晶層４０の液晶分子の配向が制御される。

画素電極１６は、コンタクトホール２８ａを介してＴＦＴ素子２０のドレイン電極２０ｄに電気的に接続されている。コンタクトホール２８ａには、画素電極１６の材料からなる導電膜がコンタクトホール２８ａの内面に接するように形成されている。この導電膜が介在することにより、画素電極１６とドレイン電極２０ｄとが互いに電気的に導通される。この導電膜は、画素電極１６を形成する工程と同一の工程で形成される。

ここで、コンタクトホール２８ａは、絶縁層２８の画素電極１６が形成されている面に対して略垂直方向に形成されている。このため、コンタクトホール２８ａの深さが深いと、コンタクトホール２８ａの内面に形成される導電膜の膜厚が不足する部分が生じ易くなるため、コンタクトホール２８ａ内での断線が発生し、液晶表示装置１００の製造歩留り低下を招くおそれがある。例えば、素子基板１０において反射層２４がＴＦＴ素子２０よりも液晶層４０側に位置する構成を有している場合、すなわちＴＦＴ素子２０と画素電極１６との間に樹脂層２２と反射層２４と平坦化層２５とが位置する構成を有している場合、コンタクトホール２８ａの深さは、樹脂層２２と平坦化層２５と絶縁層２８との合計の層厚分相当、すなわち３．６μｍ〜４．５μｍ程度となる。

これに対して、本実施形態では、ＴＦＴ素子２０と画素電極１６との間に樹脂層２２および平坦化層２５が介在しないので、コンタクトホール２８ａの深さを絶縁層２８の層厚分相当、すなわち０．１μｍ〜０．５μｍ程度に浅くできる。これにより、コンタクトホール２８ａの内面に形成される導電膜の膜厚不足が生じにくくなるので、コンタクトホール２８ａ内での断線を抑えることができる。

配向膜２９は、素子基板１０の液晶層４０に接する側、すなわち絶縁層２８と画素電極１６とを覆うように形成されている。配向膜２９は、例えばポリイミド樹脂からなる。配向膜２９の表面には、例えば、画素４の行方向（図５のＸ軸方向）に沿った方向を配向方向とするラビング処理等の配向処理が施されている。

次に、対向基板３０は、液晶表示装置１００の観察側に位置している。対向基板３０は、基板３１を基体として構成されており、基板３１上に、遮光層３２と、カラーフィルタ層３４と、オーバーコート層３５と、保護層３６と、配向膜３８とを備えている。基板３１は、透光性を有する材料からなり、例えばガラスからなる。基板３１の材料は、石英や樹脂であってもよい。

遮光層３２とカラーフィルタ層３４とは、基板３１上に形成されている。遮光層３２は、基板３１上の隣り合う画素４同士の間の領域に配置されている。カラーフィルタ層３４は、画素４の領域に対応して配置されている。カラーフィルタ層３４は、例えばアクリル樹脂等からなり、画素４で表示するＲ、Ｇ、Ｂの各色に対応する色材を含有している。オーバーコート層３５は、遮光層３２とカラーフィルタ層３４とを覆うように形成されている。オーバーコート層３５は、透光性を有する樹脂からなる。

保護層３６は、オーバーコート層３５上に設けられ、反射表示領域Ｒに配置されている。保護層３６は、例えばオーバーコート層３５と同じ材料からなる。保護層３６は、自身の層厚により、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとにおいて液晶層４０の層厚を異ならせる液晶層厚調整層としての役割を果たす。なお、保護層３６は、保護層３６に入射する光に所定の位相差を付与する位相差層であってもよいし、このような位相差層を含む構成であってもよい。

配向膜３８は、対向基板３０の液晶層４０に接する側、すなわちオーバーコート層３５と保護層３６とを覆うように形成されている。配向膜３８は、例えばポリイミド樹脂からなる。配向膜３８の表面には、配向膜２９の配向方向と同方向の配向処理が施されている。

液晶層４０は、素子基板１０と対向基板３０との間に配置されている。液晶層４０の液晶分子は、画素電極１６と共通電極１８との間に電界が発生していない状態（オフ状態）では、配向膜２９と配向膜３８とに施された配向処理によって規制される方向、すなわち図５に示すＸ軸方向に沿って水平に配向する。また、液晶層４０の液晶分子は、画素電極１６と共通電極１８との間に電界が発生している状態（オン状態）では、開口部１６ａの延在方向と直交する方向に沿って配向する。したがって、液晶層４０では、オフ状態とオン状態とにおける液晶分子の配向状態の差異に基づく複屈折性を利用して液晶層４０を通過する光に対して位相差を付与している。

液晶層４０は、反射表示領域Ｒと透過表示領域Ｔとで層厚が異なる。具体的には、液晶層４０の反射表示領域Ｒにおける層厚は、液晶層４０の透過表示領域Ｔにおける層厚の略１／２となっている。なお、反射表示領域Ｒにおける素子基板１０の液晶層４０に接する面は、平坦化層２５により反射層２４の凹凸面が反映されない略平坦な面となっている。これにより、液晶層４０の反射表示領域Ｒにおける厚みのばらつきが抑えられる。

偏光板４４の透過軸は、画素４の列方向（図５のＹ軸方向）に沿うように設けられており、偏光板４５の透過軸は、画素４の行方向（図５のＸ軸方向）に沿うように設けられている。したがって、偏光板４４の透過軸と偏光板４５の透過軸とは、互いに略直交するように設けられている。なお、図示しないが、偏光板４４の側にはバックライト装置が、偏光板４４に対向して配置されている。

次に、液晶表示装置１００の動作について説明する。まず、透過表示（透過モード）について説明する。素子基板１０の外面側から透過表示領域Ｔに入射した光は、偏光板４４によって画素４の列方向に平行な直線偏光に変換されて液晶層４０に入射する。ここで、オフ状態の場合には、液晶層４０に入射した直線偏光は、液晶層４０により入射時と同一の偏光状態で液晶層４０から射出される。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板４５の透過軸と直交するため、偏光板４５で遮断されるので、暗表示となる。

一方、オン状態の場合には、液晶層４０に入射した直線偏光は、入射時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて液晶層４０から射出される。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板４５の透過軸と平行であるため、偏光板４５を透過して表示光として視認されるので、明表示となる。

続いて、反射表示（反射モード）について説明する。対向基板３０の外面側から入射した光は、偏光板４５によって画素４の行方向に平行な直線偏光に変換されて液晶層４０に入射する。ここで、オフ状態の場合には、液晶層４０に入射した直線偏光は、円偏光に変換されて反射層２４に到達する。この円偏光が反射層２４で反射されると、回転方向が反転する。その後、円偏光は、液晶層４０により入射時の偏光方向と直交する直線偏光に変換されて液晶層４０から射出される。そして、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板４５の透過軸と直交するため、偏光板４５で遮断されるので、暗表示となる。

一方、オン状態の場合には、液晶層４０に入射した直線偏光は、液晶層４０により入射時と同一の偏光状態で反射層２４に到達する。そして、反射層２４で反射された直線偏光は、入射時と同一の偏光方向で液晶層４０から射出される。その後、この直線偏光は、その偏光方向が偏光板４５の透過軸と平行であるため、偏光板４５を透過して表示光として視認されるので、明表示となる。

ここで、反射層２４の凹凸面に入射した光は、反射層２４の液晶層４０側の表面が凹凸面であることから、散乱反射されて液晶層４０に再度入射する。これにより、オン状態における外光の正反射を防止して視認性に優れた反射表示となる。

上記第１の実施形態によれば、以下の効果が得られる。

平坦化層２５の液晶層４０側にＴＦＴ素子２０が設けられており、ＴＦＴ素子２０を覆う絶縁層２８に設けられたコンタクトホール２８ａにより、ＴＦＴ素子２０と画素電極１６とが電気的に接続されている。このため、ＴＦＴ素子２０と画素電極１６との間に樹脂層２２および平坦化層２５が介在する構成に比べてコンタクトホール２８ａを浅くできる。これにより、コンタクトホール２８ａの内面に形成される導電膜の膜厚不足が生じにくくなるので、コンタクトホール２８ａ内での断線を抑えることができる。

また、反射層２４上に形成された平坦化層２５により、画素電極１６を形成する面に反射層２４の凹凸形状が反映されないので、液晶層４０の厚みのムラや画素電極１６の断線が抑えられる。この結果、良好なコントラスト特性を有し、製造歩留り低下を抑えた液晶表示装置１００を提供できる。

なお、液晶表示装置１００は、共通電極１８が絶縁層２８を間に挟んで画素電極１６よりも液晶層４０側に配置された構成を有していてもよい。このような構成の場合は、画素電極１６がベタ状に形成され、共通電極１８がスリット状の開口部を有することとなる。

（第２の実施形態）
次に、第２の実施形態に係る液晶表示装置の構成について図を参照して説明する。図６は、第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。なお、第１の実施形態と共通する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。

第２の実施形態に係る液晶表示装置は、第１の実施形態に係る液晶表示装置に対して、素子基板が平坦化層とＴＦＴ素子との間に無機絶縁層を備えている点が異なっているが、その他の構成は同じである。

図６に示すように、液晶表示装置２００は、素子基板６０と対向基板３０と液晶層４０とを備えている。素子基板６０は、基板１１上に、樹脂層２２と、反射層２４と、平坦化層２５と、無機絶縁層２６と、ＴＦＴ素子２０と、共通配線１７と、共通電極１８と、ゲート絶縁層２７と、絶縁層２８と、画素電極１６と、配向膜２９とを備えている。

無機絶縁層２６は、平坦化層２５を覆うように形成されている。無機絶縁層２６は、透光性を有する無機絶縁膜からなり、例えばＳｉＯ₂からなる。無機絶縁層２６の材料は、ＳｉＮであってもよい。無機絶縁層２６は、例えばスパッタリング法を用いて形成される。ゲート電極２０ｇ（走査線１２）と、共通配線１７と、共通電極１８とは、無機絶縁層２６上に形成されている。したがって、ゲート電極２０ｇ（走査線１２）と共通配線１７と共通電極１８との無機絶縁層２６に対する密着性は良好なものとなる。

第２の実施形態に係る液晶表示装置２００の構成によれば、平坦化層２５とＴＦＴ素子２０との間に無機絶縁層２６が介在するので、ＴＦＴ素子２０周辺に形成される電極および配線の形成面である無機絶縁層２６に対する密着性が良好となる。また、無機絶縁層２６で平坦化層２５を覆うことで平坦化層２５が保護されるので、ＴＦＴ素子２０を形成する工程でのエッチング処理等において用いられる溶媒等により平坦化層２５が損傷を受けるのを回避できる。

（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る液晶表示装置の構成について図を参照して説明する。図７は、第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図である。なお、第１の実施形態および第２の実施形態と共通する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。

第３の実施形態に係る液晶表示装置は、第２の実施形態に係る液晶表示装置に対して、素子基板が樹脂層を備えていない点が異なっているが、その他の構成は同じである。

図７に示すように、液晶表示装置３００は、素子基板７０と対向基板３０と液晶層４０とを備えている。素子基板７０は、基板１１上に、反射層２４と、平坦化層２５と、無機絶縁層２６と、ＴＦＴ素子２０と、共通配線１７と、共通電極１８と、ゲート絶縁層２７と、絶縁層２８と、画素電極１６と、配向膜２９とを備えている。本実施形態では、素子基板７０において、基板１１自身が下地層である。

基板１１は、液晶層４０側の反射表示領域Ｒに凹凸面を有している。本実施形態においては、基板１１の材料は、ガラスまたは石英からなる。基板１１の凹凸面は、例えば、基板１１の表面を沸酸を用いて食刻するいわゆるフロスト加工により形成される。反射層２４は、基板１１の凹凸面上に形成されており、基板１１の凹凸面を反映した凹凸面を有している。平坦化層２５は、基板１１と反射層２４とを覆うように形成されている。

第３の実施形態に係る液晶表示装置３００の構成によれば、反射層２４の下地層が基板１１自身であるので、上述の実施形態のように基板１１上に下地層として樹脂層２２を配置する構成に比べて、液晶表示装置３００を薄型化できるとともに、透過表示領域Ｔにおける光の透過率を向上できる。また、上述の実施形態において、下地層としての樹脂層２２が液晶表示装置の製造工程における熱の影響を受ける場合に、下地層を樹脂より耐熱性の高いガラスや石英からなる基板１１自身とすることで、熱の影響を回避できる。

＜電子機器＞
上述した液晶表示装置１００，２００，３００は、例えば、図８に示すように、電子機器としての携帯電話機５００に搭載して用いることができる。携帯電話機５００は、表示部５０２に液晶表示装置１００，２００，３００を備えている。この構成により、表示部５０２を有する携帯電話機５００は優れた表示品質を有している。

また、電子機器は、モバイルコンピュータ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、オーディオ機器、液晶プロジェクタであってもよい。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に対しては、本発明の趣旨から逸脱しない範囲で様々な変形を加えることができる。変形例としては、例えば以下のようなものが考えられる。

（変形例）
上記の実施形態の液晶表示装置は、ＦＦＳ方式の半透過反射型の液晶表示装置であったが、この形態に限定されない。液晶表示装置は、反射型の液晶表示装置であってもよい。

また、液晶表示装置は、ＦＦＳ方式と同様に横電界により液晶分子の配向制御を行うＩＰＳ方式の液晶表示装置であってもよい。液晶表示装置がＩＰＳ方式である場合、例えば、画素電極と共通電極とは、ともに絶縁層上に櫛歯形状に形成され、平面視で互いの櫛歯形状が噛み合うように配置される。このようなＩＰＳ方式の液晶表示装置においても、コンタクトホール内での断線の発生を抑え、かつ画素電極および共通電極の断線や短絡の発生を抑えることができる。

さらに、液晶表示装置は、対向基板の液晶層側に共通電極が設けられた構成であってもよい。例えば、ＴＮ方式（Twisted Nematic）方式、ＶＡ（Vertical Alignment）方式、ＥＣＢ（Electrically Controlled Birefringence）方式のように、素子基板と対向基板との間に生じる縦電界により液晶分子の配向制御を行う方式であっても、ＴＦＴ素子と画素電極とがコンタクトホールを介して電気的に接続される構成を有していれば、コンタクトホール内での断線の発生を抑えることができる。

第１の実施形態に係る液晶表示装置の構成を示す図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の表示領域を拡大して示した平面図。 第１の実施形態に係る液晶表示装置の電気的な構成を示す等価回路図。 液晶表示装置の画素の構成を示す図。 液晶表示装置の画素の構成を示す図。 第２の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図。 第３の実施形態に係る液晶表示装置の概略構成を示す断面図。 本実施の形態における電子機器を示す図。

符号の説明

２…表示領域、４…画素、６…画素群、１０，６０，７０…素子基板、１１…基板、１２…走査線、１３…データ線駆動回路、１４…データ線、１５…走査線駆動回路、１６…画素電極、１６ａ…開口部、１７…共通配線、１８…共通電極、１９…保持容量、２０…ＴＦＴ素子、２０ａ…半導体層、２０ｄ…ドレイン電極、２０ｇ…ゲート電極、２０ｓ…ソース電極、２２…樹脂層、２４…反射層、２５…平坦化層、２６…無機絶縁層、２７…ゲート絶縁層、２８…絶縁層、２８ａ…コンタクトホール、２９…配向膜、３０…対向基板、３１…基板、３２…遮光層、３４…カラーフィルタ層、３５…オーバーコート層、３６…保護層、３８…配向膜、４０…液晶層、４１…シール剤、４２…ドライバＩＣ、４４…偏光板、４５…偏光板、１００，２００，３００…液晶表示装置、５００…携帯電話機、５０２…表示部。

Claims (8)

1. 第１の基板と、前記第１の基板に対向して配置された第２の基板と、前記第１の基板と前記第２の基板との間に配置された液晶層と、反射表示領域を有する複数の画素と、を備えた液晶表示装置であって、
   前記第１の基板の前記液晶層側には、
   少なくとも前記反射表示領域に対応した領域に凹凸面を有する下地層と、
   前記下地層の前記凹凸面上に形成され、前記凹凸面を反映した上面を有する反射層と、
   少なくとも前記反射層を覆うように形成された平坦化層と、
   前記平坦化層の前記液晶層側に設けられたスイッチング素子と、
   前記スイッチング素子を覆う絶縁層と、
   前記絶縁層を貫通するコンタクトホールと、
   前記絶縁層上に設けられ、前記コンタクトホールを介して前記スイッチング素子に電気的に接続された第１の電極と、
   が備えられていることを特徴とする液晶表示装置。
2. 請求項１に記載の液晶表示装置であって、
   前記平坦化層と前記スイッチング素子との間には、無機絶縁層が備えられていることを特徴とする液晶表示装置。
3. 請求項１または２に記載の液晶表示装置であって、
   前記下地層は、前記第１の基板の基体上に配置された樹脂層であることを特徴とする液晶表示装置。
4. 請求項１または２に記載の液晶表示装置であって、
   前記下地層は、前記第１の基板の基体であることを特徴とする液晶表示装置。
5. 請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
   前記第１の基板の前記液晶層側には、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
6. 請求項１から４のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
   前記第２の基板の前記液晶層側には、前記第１の電極との間で電界を発生させる第２の電極が設けられていることを特徴とする液晶表示装置。
7. 請求項１から６のいずれか一項に記載の液晶表示装置であって、
   前記複数の画素は、前記反射層が配置されていない透過表示領域をさらに有し、
   前記平坦化層は、前記反射表示領域と前記透過表示領域とに亘って配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
8. 請求項１から７のいずれか一項に記載の液晶表示装置を備えたことを特徴とする電子機器。

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