JP2010249979A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】素子基板側から入射した光を共通電極で反射して素子基板から出射する方式を採用した場合でも、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することのない液晶装置、および該液晶装置を備えた電子機器を提供すること。
【解決手段】液晶装置１００においては、素子基板１０側から入射した光を対向基板２０の光反射性共通電極２１で反射して素子基板１０から出射する。光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄのみに形成されている。従って、素子基板１０側から斜めに入射した光のうち、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域に向かった光は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆを通って対向基板２０を透過し、画素トランジスター３０の能動層に向けて反射しない。
【選択図】 図５

Description

本発明は、液晶装置および該液晶装置を備えた電子機器に関するものである。

液晶装置は、画素トランジスターおよび画素電極が設けられた素子基板と、画素電極に液晶層を介して対向する共通電極を備えた対向基板とを備えている。かかる液晶装置のうち、反射型の液晶装置は、通常、対向基板側から入射した光が画素電極で反射して対向基板から出射される間に液晶層によって光変調される。このため、共通電極および対向基板は透光性であり、画素電極は光反射性である。

一方、反射型の液晶装置として、素子基板側から入射した光が対向基板側の共通電極で反射して素子基板から出射される間に液晶層によって光変調される液晶装置も提案されており、かかる反射型の液晶装置では、画素電極および素子基板は透光性であり、共通電極は光反射性である（特許文献１参照）。

特開平７−２７０７７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の反射型の液晶装置では、素子基板側から斜めに入射した光が、対向基板に設けた光反射性の共通電極で反射して画素トランジスターの能動層に入射するおそれがあるため、画素トランジスターでは、光電流に起因する誤動作が発生するという問題点がある。特に液晶装置を投射型表示装置のライトバルブとして用いた場合には、光源部からの強い光が液晶装置に入射するので、画素トランジスターでの光電流に起因する誤動作を避けることができない。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、素子基板側から入射した光を対向基板側の共通電極で反射して素子基板から出射する方式を採用した場合でも、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することのない液晶装置、および該液晶装置を備えた電子機器を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、素子基板と、対向基板と、該素子基板と該対向基板との間に挟持された液晶層と、該素子基板の該対向基板と対向する面に設けられた画素トランジスターおよび該画素トランジスターに電気的に接続する画素電極と、該画素電極に対向するように該対向基板の該素子基板と対向する面に設けられた光反射性共通電極と、を有する液晶装置であって、前記画素電極および前記素子基板は透光性を備え、前記画素トランジスターの能動層に対して平面視で重なる領域には、前記光反射性共通電極が設けられていない領域が設けられていることを特徴とする。

本発明に係る液晶装置は反射型であり、素子基板側から入射した光を対向基板側の光反射性共通電極で反射して素子基板から出射する。その際、素子基板側から光が斜めに入射すると、かかる光は、対向基板に設けた光反射性共通電極で反射して画素トランジスターの能動層に向かおうとするが、本発明では、対向基板において画素トランジスターの能動層に対して平面視で重なる領域には、光反射性共通電極が形成されていない領域が設けられている。このため、素子基板側から斜めに入射した光が光反射性共通電極で反射しても、画素トランジスターの能動層に入射する光量を減少させることができる。それ故、光電流に起因する画素トランジスターの誤動作が発生しにくくなる。

本発明において、前記光反射性共通電極は、例えば、前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた光反射性導電膜により構成することができる。

本発明において、前記対向基板は、前記素子基板に対向する面側に、前記能動層に対して平面視で重なる領域および前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた導電膜と、該導電膜の上層あるいは下層において前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた光反射性導電膜と、を備え、前記光反射性共通電極は前記光反射性導電膜により構成され、前記導電膜の光反射率は前記光反射性導電膜の光反射率よりも低い構造を採用することもできる。この構成によれば、前記能動層に対して平面視で重なる領域に光反射性共通電極を構成する光反射性導電膜を設けない場合であっても、各画素に対応する光反射性共通電極が低反射性の導電膜によって導通しているので、全ての光反射性共通電極に共通電位を容易に印加することができる。

本発明において、前記対向基板は、前記素子基板に対向する面側に、前記能動層に対して平面視で重なる領域および前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた導電性光反射面と、該導電性光反射面において前記能動層に対して平面視で重なる領域に設けられた低反射性の対向基板側遮光層と、を備え、前記光反射性共通電極は、前記導電性光反射面において前記対向基板側遮光層から露出している部分により構成されている構造を採用してもよい。この構成によれば、互いに隣り合う光反射性共通電極同士は互いに導通している。従って、光反射性共通電極が画素ごとに分割されていても、全ての光反射性共通電極に共通電位を容易に印加することができる。

この場合、前記導電性光反射面は、前記対向基板において前記素子基板に対向する面側に設けられた光反射性導電膜により構成することができる。

また、前記対向基板が金属基板であり、前記導電性光反射面については、当該金属基板において前記素子基板に対向する面により構成してもよい。

本発明において、前記画素トランジスターの能動層に対して前記液晶層が位置する側とは反対側には、前記能動層に平面視で重なる素子基板側遮光層が設けられていることが好ましい。本発明に係る液晶装置では、素子基板から光が入射するが、画素トランジスターの能動層に対して液晶層が位置する側とは反対側（光が入射してくる側）には、能動層に平面視で重なる遮光層が設けられている。従って、素子基板側から入射した光のうち、画素トランジスターの能動層に向かう光は遮光層で遮られるので、画素トランジスターの能動層に強い光が入射することはない。それ故、光電流に起因する画素トランジスターの誤動作が発生しにくい。

本発明を適用した液晶装置は、携帯電話機やモバイルコンピューター等の電子機器に用いることができる。また、本発明を適用した液晶装置は、投射型表示装置（電子機器）に用いた場合に特に効果的である。すなわち、投射型表示装置は、前記液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を備えており、光源部から出射された光を液晶装置により光変調し、かかる変調光を投射光学系により投射する。このため、光源部からの強い光が液晶装置に入射するが、本発明によれば、かかる強い光が画素トランジスターの能動層に入射することを抑制することができるので、画素トランジスターに光電流が発生しにくい。

本発明を適用した反射型の液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置の液晶パネルを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置の画素１つ分の断面図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置に用いた素子基板１０において相隣接する画素の平面図、およびこの素子基板上における素子基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および光反射性共通電極の形成領域を右下がりの斜線領域として示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および光反射性共通電極の形成領域を右下がりの斜線領域として示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態３に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および対向基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態４に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および対向基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。 本発明を適用した反射型の液晶装置を用いた電子機器の説明図である。

図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の説明で参照する図においては、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しめてある。なお、電界効果型トランジスターを流れる電流の方向が反転する場合、ソースとドレインとが入れ替わるが、以下の説明では、便宜上、画素電極が接続されている側をドレインとし、データ線が接続されている側をソースとして説明する。また、本発明で用いる材料において「低反射性」とは共通電極（光反射性共通電極）に比較して光反射率が低いことを意味する。

［実施の形態１］
（全体構成）
図１は、本発明を適用した反射型の液晶装置の電気的構成を示すブロック図である。図１に示おいて、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードあるいはＶＡ（Vertical Alignment）モードの反射型の液晶パネル１００ｐを有しており、液晶パネル１００ｐは、その中央領域に複数の画素１００ａがマトリクス状に配列された画素領域１０ｂを備えている。かかる液晶パネル１００ｐにおいて、後述する素子基板１０では、画素領域１０ｂの内側で複数本のデータ線６ａおよび複数本の走査線３ａが縦横に延びており、それらの交点に対応する位置に画素１００ａが構成されている。複数の画素１００ａの各々には、電界効果型トランジスターからなる画素トランジスター３０、および後述する画素電極９ａが形成されている。画素トランジスター３０のソースにはデータ線６ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のゲートには走査線３ａが電気的に接続され、画素トランジスター３０のドレインには、画素電極９ａが電気的に接続されている。

素子基板１０において、画素領域１０ｂの外側領域には走査線駆動回路１０４およびデータ線駆動回路１０１が構成されている。データ線駆動回路１０１は各データ線６ａの一端に電気的に接続しており、画像処理回路から供給される画像信号を各データ線６ａに順次供給する。走査線駆動回路１０４は、各走査線３ａに電気的に接続しており、走査信号を各走査線３ａに順次供給する。

各画素１００ａにおいて、画素電極９ａは、後述する対向基板に形成された共通電極と液晶層を介して対向し、液晶容量５０ａを構成している。また、各画素１００ａには、液晶容量５０ａで保持される画像信号の変動を防ぐために、液晶容量５０ａと並列に保持容量５５が付加されている。本形態では、保持容量５５を構成するために、複数の画素１００ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線５ｂが形成されている。容量線５ｂは共通電位線（ＣＯＭ）に接続され、所定の電位に保持されている。なお、保持容量５５は前段の走査線３ａとの間に形成される場合もある。

（液晶パネル１００ｐおよび素子基板１０の構成）
図２（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の液晶パネル１００ｐを各構成要素と共に対向基板の側から見た平面図、およびそのＨ−Ｈ′断面図である。図２（ａ）、（ｂ）に示すように、液晶装置１００の液晶パネル１００ｐでは、所定の隙間を介して素子基板１０と対向基板２０とが所定の隙間を介してシール材１０７によって貼り合わされており、シール材１０７は対向基板２０の縁に沿うように配置されている。シール材１０７は、光硬化樹脂や熱硬化性樹脂等からなる接着剤であり、両基板間の距離を所定値とするためのグラスファイバー、あるいはガラスビーズ等のギャップ材が配合されている。

素子基板１０において、シール材１０７の外側領域では、素子基板１０の一辺に沿ってデータ線駆動回路１０１および複数の端子１０２が形成されており、この一辺に隣接する他の辺に沿って走査線駆動回路１０４が形成されている。また、対向基板２０のコーナー部の少なくとも１箇所においては、素子基板１０と対向基板２０との間で電気的導通をとるための上下導通材１０９が形成されている。

詳しくは後述するが、素子基板１０の両面のうち、一方の基板面（素子形成面１０ａ）には、図１を参照して説明した画素トランジスター３０、および画素トランジスター３０に電気的に接続する画素電極９ａがマトリクス状に形成されている。これに対して、対向基板２０において、素子基板１０と対向する面２０ａの側には、シール材１０７の内側領域に遮光性材料からなる額縁１０８が形成され、その内側が画像形成領域１０ｓとされている。また、対向基板２０の面２０ａには光反射性共通電極２１が形成されている。かかる光反射性共通電極２１は対向基板２０の略全面において複数の画素１００ａに跨って形成される。画素領域１０ｂには、額縁１０８と重なる領域にダミーの画素が構成される場合があり、この場合、画素領域１０ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像形成領域１０ｓとして利用されることになる。

かかる液晶装置１００は、モバイルコンピューター、携帯電話機等といった電子機器のカラー表示装置として用いることができ、この場合、対向基板２０には、カラーフィルター（図示せず）や保護膜が形成される。また、液晶装置１００では、使用する液晶層５０の種類や、ノーマリホワイトモード／ノーマリブラックモードの別に応じて、偏光フィルム、位相差フィルム、偏光板等が液晶パネル１００ｐに対して所定の向きに配置される。さらに、液晶装置１００は、後述する投射型表示装置（液晶プロジェクター）において、ＲＧＢ用のライトバルブとして用いることができる。この場合、ＲＧＢ用の各液晶装置１００の各々には、ＲＧＢ色分解用のダイクロイックミラーを介して分解された各色の光が投射光として各々入射されることになるので、カラーフィルターは形成されない。

（素子基板１０、画素電極９ａおよび光反射性共通電極２１の光学特性）
本形態においては、素子基板１０および画素電極９ａは透光性である。すなわち、本形態では、素子基板１０の基板本体１０ｄには石英基板やガラス基板等の透光性基板が用いられ、画素電極９ａは、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）膜等の透光性導電膜からなる。

また、本形態においては、対向基板２０の基板本体２０ｄには、素子基板１０と同様、石英基板やガラス基板等の透光性基板が用いられているが、光反射性共通電極２１は、アルミニウム合金等の光反射性金属膜（光反射性導電膜）からなる。

このように形成した液晶装置１００では、図２（ｂ）に矢印Ｌで示すように、素子基板１０の側から入射した光が光反射性共通電極２１で反射して再び、素子基板１０の側から出射される間に液晶層５０によって画素毎に光変調される結果、画像が表示される。

（画素の具体的構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の画素１つ分の断面図である。図４（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００に用いた素子基板１０において相隣接する画素１００ａの平面図、およびこの素子基板１０上における素子基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。図５（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態１に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および光反射性共通電極２１の形成領域を右下がりの斜線領域として示す説明図である。なお、図３は、図４（ａ）のＡ−Ａ′線に相当する位置で液晶装置１００を切断したときの断面図に相当する。また、図４（ａ）、（ｂ）および図５（ｂ）では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線３ａは太い実線で示し、データ線６ａおよびそれと同時形成された薄膜は一点鎖線で示し、容量線５ｂは二点鎖線で示し、画素電極９ａは太くて長い点線で示し、後述する中継電極は細い実線で示してある。

図３、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、素子基板１０において液晶層５０が位置する側の素子基板面１０ａの側には、複数の画素１００ａの各々に矩形状の画素電極９ａが形成されており、各画素電極９ａの縦横の境界に各々沿ってデータ線６ａおよび走査線３ａが形成されている。データ線６ａおよび走査線３ａは各々、直線的に延びている。また、データ線６ａと走査線３ａとが交差する領域に半導体層１ａを能動層とする画素トランジスター３０が形成されている。また、素子基板１０上には、走査線３ａと重なるように容量線５ｂが形成されている。本形態において、容量線５ｂは、走査線３ａと重なるように直線的に延びた主線部分と、データ線６ａと走査線３ａとの交差部分でデータ線６ａに重なるように延びた副線部分とを備えている。

素子基板１０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体１０ｄの液晶層５０側の面（素子形成面１０ａ）に形成された画素電極９ａ、画素トランジスター３０、および配向膜１６を主体として構成されており、対向基板２０は、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｄ、その液晶層５０側の面２０ａに形成された光反射性共通電極２１、および配向膜２９を主体として構成されている。

素子基板１０において、複数の画素１００ａの各々には画素トランジスター３０が形成されている。画素トランジスター３０は、例えば、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を有する薄膜トランジスター（電界効果型トランジスター）であり、半導体層１ａ（能動層）には、走査線３ａに対してゲート絶縁層２を介して対向するチャネル領域１ｇ、低濃度ソース領域１ｂ、低濃度ドレイン領域１ｃ、高濃度ソース領域１ｄおよび高濃度ドレイン領域１ｅが形成されている。半導体層１ａは、例えば、基板本体１０ｄ上に下地絶縁膜１２を介して形成された多結晶シリコン膜等によって構成され、ゲート絶縁層２は、半導体層１ａに対する熱酸化膜等により形成できる。走査線３ａには、ポリシリコンやアモルファスシリコン、単結晶シリコン膜等のシリコン膜や、これらのポリサイドやシリサイド、さらには金属膜が用いられる。

走査線３ａの上層側には、高濃度ソース領域１ｄへ通じるコンタクトホール８２、および高濃度ドレイン領域１ｅへ通じるコンタクトホール８３を備えたシリコン酸化膜等からなる第１層間絶縁膜４１が形成されている。第１層間絶縁膜４１の上層には中継電極４ａ、４ｂが形成されている。中継電極４ａは、走査線３ａとデータ線６ａとの交差する位置を基点として走査線３ａおよびデータ線６ａに沿って延出する略Ｌ字型に形成されており、中継電極４ｂは、中継電極４ａと離間した位置において、データ線６ａに沿うように形成されている。中継電極４ａは、コンタクトホール８３を介して高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続され、中継電極４ｂは、コンタクトホール８２を介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続されている。

中継電極４ａ、４ｂの上層側には、シリコン窒化膜等からなる誘電体膜４２が形成されている。誘電体膜４２の上層側には、誘電体膜４２を介して中継電極４ａと対向するように容量線５ｂが形成され、保持容量５５が形成されている。中継電極４ａ、４ｂは導電性のポリシリコン膜や金属膜等からなり、容量線５ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。

容量線５ｂの上層側には、中継電極４ａへ通じるコンタクトホール８７、および中継電極４ｂへ通じるコンタクトホール８１を備えたシリコン酸化膜等からなる第２層間絶縁膜４３が形成されている。第２層間絶縁膜４３の上層にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成されている。データ線６ａはコンタクトホール８１を介して中継電極４ｂに電気的に接続し、中継電極４ｂを介して高濃度ソース領域１ｄに電気的に接続している。ドレイン電極６ｂはコンタクトホール８７を介して中継電極４ａに電気的に接続し、中継電極４ａを介して、高濃度ドレイン領域１ｅに電気的に接続している。データ線６ａおよびドレイン電極６ｂは、導電性のポリシリコン膜、高融点金属を含む金属シリサイド膜、それらの積層膜、金属膜からなる。

データ線６ａおよびドレイン電極６ｂの上層側には、シリコン酸化膜等からなる第３層間絶縁膜４４が形成されている。第３層間絶縁膜４４には、ドレイン電極６ｂへ通じるコンタクトホール８６が形成されている。第３層間絶縁膜４４の上層には、ＩＴＯ膜等からなる透光性の画素電極９ａが形成されており、画素電極９ａは、コンタクトホール８６を介してドレイン電極６ｂに電気的に接続されている。画素電極９ａの表面には配向膜１６が形成されている。配向膜１６は、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜１６は、シリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなり、かかる無機配向膜を用いた場合、配向膜１６と画素電極９ａとの層間にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の保護膜が形成されることもある。

このように構成した素子基板１０において、複数の画素１００ａのいずれに対しても、画素トランジスター３０の半導体層１ａ（能動層）に対して液晶層５０が位置する側とは反対側には、少なくとも画素トランジスター３０の半導体層１ａに平面視で重なる素子基板側遮光層７ａが設けられている。素子基板側遮光層７ａは、チャネル領域１ｇに加えて、低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃにも平面視で重なることが望ましい。本形態において、素子基板側遮光層７ａは、基板本体１０ｄと下地絶縁膜１２との層間に形成されている。かかる素子基板側遮光層７ａは、例えば、導電性ポリシリコン膜や、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属の単体膜、合金膜、金属シリサイド膜、金属ナイトライド膜、ポリシリサイド膜、あるいはそれらの積層膜等により形成することができる。

ここで、画素トランジスター３０の半導体層１ａ（能動層）は、データ線６ａに対して平面視で重なる領域に形成されている。このため、本形態において、素子基板側遮光層７ａは、図４（ｂ）に示すように、データ線６ａに対して平面視で重なるよう延在し、さらに、走査線３ａに対して平面視で重なるよう延在している。このため、各画素１００ａにおいて、素子基板１０での各画素１００ａにおける透光領域は素子基板側遮光層７ａによって規定されている。

（対向基板２０の構成）
図３および図５（ａ）、（ｂ）に示すように、対向基板２０では、石英基板やガラス基板等の透光性の基板本体２０ｄの液晶層５０側の面２０ａ（素子基板１０に対向する側の面２０ａ）にアルミニウムやアルミニウム合金等といったアルミニウム系材料や、銀や銀合金等といった銀系材料からなる光反射性の金属膜によって光反射性共通電極２１が形成されており、かかる光反射性共通電極２１を覆うように配向膜２９が形成されている。配向膜２９は、配向膜１６と同様、ポリイミド等の樹脂膜、あるいはシリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなる。本形態において、配向膜２９は、シリコン酸化膜等の斜方蒸着膜からなり、かかる無機配向膜を用いた場合、配向膜２９と光反射性共通電極２１との層間にシリコン酸化膜やシリコン窒化膜等の保護膜が形成されることもある。

このように構成した対向基板２０において、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには、光反射性共通電極２１が設けられていない領域が設けられている。つまり、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されておらず、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄで画素電極９ａと対向している。従って、対向基板２０において画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃは、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆになっている。

ここで、画素トランジスター３０の半導体層１ａ（能動層）は、データ線６ａに対して平面視で重なる領域でデータ線６ａに沿うように延在している。このため、本形態において、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆは、データ線６ａに対して平面視で重なる領域でデータ線６ａに沿うように延在している。但し、走査線３ａの延在方向で隣り合う光反射性共通電極２１同士は、光反射性共通電極２１の連結部２１ｃで繋がっている。このため、光反射性共通電極２１は電気的に分割されていないため、図２（ａ）に示す上下導通材１０９を介して光反射性共通電極２１に所定の共通電位を印加すれば、光反射性共通電極２１の全体に共通電位を印加することができる。

（本形態の主な効果）
以上説明したように、本形態の液晶装置１００においては、画素電極９ａおよび素子基板１０は透光性を備え、光反射性共通電極２１は光反射性を備えている。このため、図５（ａ）に矢印Ｌで示すように、素子基板１０側から入射した光を対向基板２０側の光反射性共通電極２１で反射して素子基板１０から出射することができる。その際、光反射性共通電極２１は画素電極９ａと違って、表面が平坦面であるため、光の反射方向を好適に制御することができる。すなわち、画素電極９ａの表面には、各種配線や画素トランジスター３０の凹凸が反映されるため、対向基板２０側から入射した光を画素電極９ａで反射して対向基板２０から出射しようとすると、光の反射方向を制御することができない。これに対して、光反射性共通電極２１は平坦な基板本体２０ｄの基板面に形成されているので、表面が平坦であり、光の反射方向を好適に制御することができる。

また、本形態では、素子基板１０から光が入射するが、画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）に対して液晶層５０が位置する側とは反対側（光が入射してくる側）には、能動層（チャネル領域１ｇ）及びＬＤＤ領域（低濃度ソース領域１ｂ及び低濃度ドレイン領域１ｃ）に平面視で重なる素子基板側遮光層７ａが設けられている。従って、素子基板１０側から入射した光のうち、図５（ａ）に矢印Ｌｘで示すように、画素トランジスター３０の能動層及びＬＤＤ領域に向かう光は素子基板側遮光層７ａで遮られるので、画素トランジスター３０の能動層及びＬＤＤ領域に強い光が入射することはない。それ故、画素トランジスター３０では、光電流に起因する誤動作が発生しない。

また、図５（ａ）に矢印Ｌｙで示すように、素子基板１０側から斜めに入射した光が、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域で反射すると、図５（ａ）に矢印Ｌｚで示すように、画素トランジスター３０の能動層に入射しようとする。しかるに本形態では、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。従って、素子基板１０側から斜めに入射した光のうち、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域に向かう光は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆを通って対向基板２０を透過する。このため、対向基板２０側で反射した光が画素トランジスター３０の能動層に入射することを抑制することができる。それ故、画素トランジスター３０では、光電流に起因する誤動作が発生しにくい。

特に液晶装置１００を、図９を参照して後述する投射型表示装置のライトバルブとして用いた場合には、光源部からの強い光が液晶装置に入射するが、このような場合でも、本形態によれば、画素トランジスター３０は、光電流に起因する誤動作を起こしにくい。

［実施の形態２］
図６（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態２に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および光反射性共通電極２１の形成領域を右下がりの斜線領域として示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図６（ａ）において、本形態の液晶装置１００も、実施の形態１と同様、素子基板１０および画素電極９ａは透光性であり、対向基板２０の基板本体２０ｄは、石英基板やガラス基板等の透光性基板からなる。

また、本形態でも、実施の形態１と同様、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。

かかる光反射性共通電極２１を構成するにあたって、本形態では、対向基板２０において素子基板１０と対向する面２０ａには、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃ、および半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄの双方にＩＴＯ膜からなる導電膜２３が形成されている。かかる導電膜２３（ＩＴＯ膜）は、透光性を備えており、低反射性の導電膜である。また、導電膜２３において素子基板１０と対向する面側（上層側）には、光反射性共通電極２１を構成するアルミニウム合金膜等の光反射性導電膜２２が形成されている。かかる光反射性導電膜２２は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。

このように構成した液晶装置１００においても、実施の形態１と同様、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには、光反射性共通電極２１が設けられていない領域が設けられている。つまり、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。従って、素子基板１０側から斜めに入射した光のうち、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域に向かう光は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆを通って対向基板２０を透過している。このため、対向基板２０で反射した強い光が画素トランジスター３０の能動層に入射することを抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態において、対向基板２０では、光反射性共通電極２１の下層側には、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃ、および半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄの双方にＩＴＯ膜からなる導電膜２３が形成されている。このため、光反射性共通電極２１については、図５（ｂ）に示すように、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆの間に連結部２１ｃを残すように形成してもよいが、図６（ｂ）に示すように、データ線６ａの延在領域の全体にわたって光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆとしてもよい。図６（ｂ）に示すように構成すると、走査線３ａの延在方向において光反射性共通電極２１が分離することになるが、光反射性共通電極２１の下層側全体に導電膜２３が形成されているため、光反射性共通電極２１同士は導電膜２３を介して導通している。それ故、全ての光反射性共通電極２１に共通電位を容易に印加することができる。

また、光反射性共通電極２１同士は導電膜２３を介して導通しているため、データ線６ａおよび走査線３ａの延在領域の全体を光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆとしても、全ての光反射性共通電極２１に共通電位を容易に印加することができる。

なお、本例では、導電膜２３としてＩＴＯ膜を用いたが、低反射性であれば、ＩＴＯ膜のような透光性導電膜以外の導電膜を用いてもよい。

［実施の形態２の変形例１］
上記実施の形態２では、光反射性共通電極２１の下層（光反射性共通電極２１と基板本体２０ｄとの間）にＩＴＯ膜からなる導電膜２３を形成した。但し、光反射性共通電極２１の上層（光反射性共通電極２１において素子基板１０と対向する面）において、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃ、および半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄの全体にわたってＩＴＯ膜等の透光性の導電膜２３を形成してもよい。

［実施の形態２の変形例２］
上記実施の形態２において、素子基板１０の基板本体１０ｄおよび対向基板２０の基板本体２０ｄは石英基板やガラス基板であったが、対向基板２０の基板本体２０ｄとして単結晶シリコン基板や低反射性の金属基板を用いてもよい。かかる単結晶シリコン基板や金属基板は、石英基板やガラス基板より熱伝導率が高いので、対向基板２０は、素子基板１０より熱伝導率が高いことになる。従って、対向基板２０を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置１００全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板２０を冷却すれば、液晶装置１００全体の温度を効果的に低下させることができるので、液晶装置１００での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。

［実施の形態２の変形例３］
上記実施の形態２では、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆは画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃよりも大きい。しかし、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆは必ずしも半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃよりも大きくなくてもよい。光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆは少なくとも画素トランジスター３０のチャネル領域１ｇとＬＤＤ領域とに平面視で重なっていればよい。この構成によれば、表示に用いられる光反射面の面積が大きくなるため、画素トランジスター３０へ入射する光を抑制しつつ、より明るい表示が可能になる。

［実施の形態３］
図７（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態３に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および対向基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図７において、本形態の液晶装置１００も、実施の形態１と同様、素子基板１０および画素電極９ａは透光性であり、対向基板２０の基板本体２０ｄは、石英基板やガラス基板等の透光性基板からなる。

また、本形態でも、実施の形態１と同様、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。

かかる光反射性共通電極２１を構成するにあたって、本形態では、まず、対向基板２０において素子基板１０と対向する面２０ａ側に、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃ、および半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄの双方に導電性光反射面２０ｔが設けられている。かかる導電性光反射面２０ｔは、対向基板２０において素子基板１０と対向する面２０ａに形成されたアルミニウム合金等からなる光反射性導電膜２４によって構成されている。

また、導電性光反射面２０ｔ上において、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃには、導電性光反射面２０ｔよりも光反射率が低い低反射性の対向基板側遮光層２５が設けられている。従って、光反射性共通電極２１は、導電性光反射面２０ｔ（光反射性導電膜２４）において対向基板側遮光層２５から露出している部分により構成され、対向基板側遮光層２５が設けられている領域は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆになっている。かかる対向基板側遮光層２５としては、例えば、導電性ポリシリコン膜や、チタン（Ｔｉ）、クロム（Ｃｒ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）、モリブデン（Ｍｏ）等の高融点金属の単体膜、合金膜、金属シリサイド膜、金属ナイトライド膜、ポリシリサイド膜、あるいはそれらの積層膜等を用いることができる。

このように構成した液晶装置１００においても、実施の形態１、２と同様、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには、光反射性共通電極２１が設けられていない領域が設けられている。つまり、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。従って、素子基板１０側から斜めに入射した光のうち、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域に向かう光は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆに向かう。光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆの反射率は光反射性共通電極２１に比べて低いので、対向基板２０で反射した強い光が画素トランジスター３０の能動層に入射することを抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態において、光反射性共通電極２１は、対向基板２０の面２０ａの全面に形成した導電性光反射面２０ｔにおいて対向基板側遮光層２５から露出している部分により構成されているため、互いに隣り合う光反射性共通電極２１同士は、互いに導通している。従って、図６（ｂ）に示すように光反射性共通電極２１が分割されていても、全ての光反射性共通電極２１に共通電位を容易に印加することができる。

［実施の形態３の変形例１］
上記実施の形態３において、素子基板１０の基板本体１０ｄおよび対向基板２０の基板本体２０ｄは石英基板やガラス基板であったが、対向基板２０の基板本体２０ｄとして単結晶シリコン基板や金属基板を用いてもよい。かかる単結晶シリコン基板および金属基板は、石英基板やガラス基板より熱伝導率が高いので、対向基板２０は、素子基板１０より熱伝導率が高いことになる。従って、対向基板２０を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置１００全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板２０を冷却すれば、液晶装置１００全体の温度を効果的に低下させることができるので、液晶装置１００での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。

［実施の形態４］
図８（ａ）、（ｂ）は各々、本発明の実施の形態４に係る液晶装置の各画素の断面構成を模式的に示す説明図、および対向基板側遮光層の形成領域を右上がりの斜線領域として示す説明図である。なお、本形態の基本的な構成は、実施の形態１、２、３と同様であるため、共通する部分には同一の符号を付してそれらの説明を省略する。

図８において、本形態の液晶装置１００も、実施の形態１と同様、素子基板１０および画素電極９ａは透光性である。また、本形態でも、実施の形態１と同様、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。

かかる光反射性共通電極２１を構成するにあたって、本形態では、まず、対向基板２０の基板本体２０ｄとして、アルミニウム合金等からなる光反射性の金属基板２０ｆが用いられている。このため、対向基板２０において、素子基板１０と対向する面２０ａは、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃ、および半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄのいずれもが導電性光反射面２０ｔになっている。

また、導電性光反射面２０ｔ上において、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重なる領域１００ｃには低反射性の対向基板側遮光層２５が設けられている。従って、光反射性共通電極２１は、導電性光反射面２０ｔ（金属基板２０ｆ）において対向基板側遮光層２５から露出している部分により構成され、対向基板側遮光層２５が設けられている領域は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆになっている。

このように構成した液晶装置１００においても、実施の形態１、２、３と同様、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには、光反射性共通電極２１が設けられていない領域が設けられている。つまり、光反射性共通電極２１は、画素トランジスター３０の半導体層１ａに対して平面視で重ならない領域１００ｄには形成されているが、画素トランジスター３０の半導体層１ａと平面視で重なる領域１００ｃには形成されていない。従って、素子基板１０側から斜めに入射した光のうち、対向基板２０において画素トランジスター３０の能動層（半導体層１ａ）と平面視で重なる領域に向かう光は、光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆに向かう。光反射性共通電極２１の非形成領域２１ｆの反射率は光反射性共通電極２１に比べて低いので、対向基板２０で反射した強い光が画素トランジスター３０の能動層に入射することを抑制することができる等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、本形態において、光反射性共通電極２１は、対向基板２０の基板本体２０ｄとして用いた金属基板２０ｆ（導電性光反射面２０ｔ）において対向基板側遮光層２５から露出している部分により構成されているため、光反射性共通電極２１同士は、導通している。従って、図６（ｂ）に示すように光反射性共通電極２１が分割されていても、全ての光反射性共通電極２１に共通電位を容易に印加することができる。

さらに、素子基板１０の基板本体１０ｄは石英基板やガラス基板であるが、対向基板２０の基板本体２０ｄは金属基板２０ｆからなる。かかる金属基板２０ｆは、石英基板やガラス基板より熱伝導率が高いので、対向基板２０は、素子基板１０より熱伝導率が高いことになる。従って、対向基板２０を介して効率よく放熱することができるので、液晶装置１００全体の温度上昇を抑制することができる。また、対向基板２０を冷却すれば、液晶装置１００全体の温度を効果的に低下させることができるので、液晶装置１００での熱による誤動作や寿命低下を防止することができる。

［電子機器への搭載例］
本発明に係る反射型液晶装置１００は、図９（ａ）に示す投射型表示装置（液晶プロジェクター／電子機器）や、図９（ｂ）、（ｃ）に示す携帯用電子機器に用いることができる。

まず、図９（ａ）に示す電子機器は、投射型表示装置１０００であり、光源部８９０は、システム光軸Ｌに沿って光源８１０、インテグレーターレンズ８２０および偏光変換素子８３０が配置された偏光照明装置８００を有している。また、光源部８９０は、システム光軸Ｌに沿って、偏光照明装置８００から出射されたＳ偏光光束をＳ偏光光束反射面８４１により反射させる偏光ビームスプリッター８４０と、偏光ビームスプリッター８４０のＳ偏光光束反射面８４１から反射された光のうち、青色光（Ｂ）の成分を分離するダイクロイックミラー８４２と、青色光が分離された後の光束のうち、赤色光（Ｒ）の成分を反射させて分離するダイクロイックミラー８４３とを有している。

また、投射型表示装置１０００は、各色光が入射する３つの反射型の液晶装置１００（液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）を備えており、光源部８９０は、３つの液晶装置１００（液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂ）に所定の色光を供給する。

かかる投射型表示装置１０００においては、３つの液晶装置１００Ｒ、１００Ｇ、１００Ｂにて変調された光をダイクロイックミラー８４２、８４３、および偏光ビームスプリッター８４０にて合成した後、この合成光を投射光学系８５０によってスクリーン８６０等の被投射部材に投射する。

なお、投射型表示装置については、光源部として、各色の光を出射するＬＥＤ光源等を用い、かかるＬＥＤ光源から出射された色光を各々、別の液晶装置に供給するように構成してもよい。

また、図９（ｂ）に示す携帯電話機３０００は、複数の操作ボタン３００１、スクロールボタン３００２、並びに表示ユニットとしての反射型の液晶装置１００を備える。スクロールボタン３００２を操作することによって、液晶装置１００に表示される画面がスクロールされる。図９（ｃ）に示す情報携帯端末（ＰＤＡ：Personal Digital Assistants）は、複数の操作ボタン４００１、電源スイッチ４００２、並びに表示ユニットとしての反射型の液晶装置１００を備えており、電源スイッチ４００２を操作すると、住所録やスケジュール帳といった各種の情報が液晶装置１００に表示される。

なお、対向基板２０あるいは素子基板１０等にカラーフィルターを形成すれば、カラー表示可能な反射型の液晶装置１００を形成することができる。また、カラーフィルターを形成した反射型の液晶装置１００を用いれば、単板式の投射型表示装置を構成することもできる。

１ａ・・画素トランジスターの半導体層（能動層）、７ａ・・素子基板側遮光層、９ａ・・画素電極、１０・・素子基板、１０ｄ・・素子基板の基板本体、２０・・対向基板、２０ｄ・・対向基板の基板本体、２０ｔ・・導電性光反射面、２１・・光反射性共通電極、２２、２４・・光反射性導電膜、２５・・対向基板側遮光層、３０・・画素トランジスター、５０・・液晶層、１００・・液晶装置、１００ａ・・画素

Claims (9)

1. 素子基板と、対向基板と、該素子基板と該対向基板との間に挟持された液晶層と、該素子基板の該対向基板と対向する面に設けられた画素トランジスターおよび該画素トランジスターに電気的に接続する画素電極と、該画素電極に対向するように該対向基板の該素子基板と対向する面に設けられた光反射性共通電極と、
   を有する液晶装置であって、
   前記画素電極および前記素子基板は透光性を備え、
   前記画素トランジスターの能動層に対して平面視で重なる領域には、前記光反射性共通電極が設けられていない領域が設けられていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記光反射性共通電極は、前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた光反射性導電膜により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記対向基板は、前記素子基板に対向する面側に、前記能動層に対して平面視で重なる領域および前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた導電膜と、該導電膜の上層あるいは下層において前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた光反射性導電膜と、を備え、
   前記光反射性共通電極は前記光反射性導電膜により構成され、
   前記導電膜の光反射率は前記光反射性導電膜の光反射率よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
4. 前記対向基板は、前記素子基板に対向する面側に、前記能動層に対して平面視で重なる領域および前記能動層に対して平面視で重ならない領域に設けられた導電性光反射面と、該導電性光反射面において前記能動層に対して平面視で重なる領域に設けられた、該導電性光反射面よりも光反射率が低い低反射性の対向基板側遮光層と、を備え、
   前記光反射性共通電極は、前記導電性光反射面において前記対向基板側遮光層から露出している部分により構成されていることを特徴とする請求項１に記載の液晶装置。
5. 前記導電性光反射面は、前記対向基板において前記素子基板に対向する面側に設けられた光反射性導電膜により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
6. 前記対向基板は、金属基板であり、
   前記導電性光反射面は、当該金属基板において前記素子基板に対向する面により構成されていることを特徴とする請求項４に記載の液晶装置。
7. 前記画素トランジスターの能動層に対して前記液晶層が位置する側とは反対側には、前記能動層に平面視で重なる素子基板側遮光層が設けられていることを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の液晶装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一項に記載の液晶装置を備えていることを特徴とする電子機器。
9. 前記液晶装置に光を供給する光源部と、前記液晶装置によって光変調された光を投射する投射光学系と、を備えていることを特徴とする請求項８に記載の電子機器。

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