JP2011123151A - 液晶装置および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】１画素毎にパターニングした反射層を素子基板に設けなくても反射方式でカラー
画像表示を行なうことができる液晶装置、および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、画素電極９ａおよび素子基板１０は透光性を備
え、対向基板２０は反射面２０ａを備えている。このため、素子基板１０側から入射した
光を対向基板２０で反射して素子基板１０から出射することができる。素子基板１０にお
いて画素トランジスター３０と画素電極９ａとの間にカラー表示用の着色層１１を備えて
いる。素子基板１０側から入射した光のうち、画素トランジスター３０の能動層に向かう
光は遮光層７ａで遮られる。
【選択図】 図３

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、一般的に、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、従来、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、素子基板には、１画素毎にパターニングした反射層が設けら
れている（例えば、特許文献１、２参照）。

特開２００８−２０３９０２号公報 特開２００９−１６２９２８号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載の構成のように、１画素毎にパターニングした反
射層を素子基板に設けると、隣り合う反射層の間に段差が発生する。また、素子基板に反
射層を設けると、反射層の下層側に位置する画素トランジスターの影響で反射面の表面に
凹凸が発生する。かかる反射層間の段差や反射層表面の凹凸は光漏れの原因となってコン
トラスト比の低下をもたらす。また、１画素毎にパターニングした反射層を素子基板に設
けると、反射層の周期性に起因するモアレ縞が生じ、表示品位が低下することがある。

以上の問題点に鑑みて、本発明の課題は、１画素毎にパターニングした反射層を素子基
板に設けなくても反射方式でカラー画像表示を行なうことができる液晶装置、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、一方の面に画素電極、該画素電極に対応する画
素トランジスター、および隣り合う前記画素電極の間に対して平面視で重なる領域に沿っ
て延在する配線が設けられた素子基板と、前記素子基板と対向する対向基板と、前記素子
基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、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、前記対向基板は前記素子基板と対向する反射面
を備え、前記素子基板には、前記画素トランジスターと前記画素電極との間に着色層が設
けられていることを特徴とする。

本発明では、対向基板側に反射面が設けられており、素子基板側から入射した光を対向
基板側で反射して再び素子基板側から出射して画像を表示する。このように対向基板側に
反射面を設けるのであれば、反射層を１画素毎にパターニングする必要がないので、隣り
合う反射層の間に発生する段差に起因する光漏れや、反射層の周期性に起因するモアレ縞
の発生を防止することができる。また、反射層の表面に画素トランジスターの影響に起因
する凹凸が発生することがないので、かかる凹凸に起因する光漏れも発生しない。それ故
、品位の高い画像を表示することができる。また、本発明では、カラー画像を表示するた
めの着色層を素子基板側に設けてあるため、対向基板の構成を簡素化することができる。

本発明において、前記配線は遮光性を備え、前記画素電極の端縁は、前記配線に対して
平面視で重なって延在していることが好ましい。かかる構成によれば、隣り合う画素間で
電界が影響し合ってドメインが生じた場合でも、かかるドメインが発生した領域には遮光
性の配線が重なっている。このため、対向基板に幅広のブラックマトリクス等の遮光層を
設けなくても、ドメインに起因する表示不良の発生を抑制することができる。

本発明において、前記素子基板には、複数色の前記着色層が設けられた構成、および同
一色の前記着色層が設けられている構成を採用することができる。本発明は、複数色の着
色層が設けられた構成に適用すると顕著な効果を奏する。すなわち、複数色の着色層を対
向基板に設けた場合、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際に着色層と画素電極との位
置を正確に合わせる必要があるが、本発明では、着色層が素子基板に設けられている。こ
のため、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際に着色層と画素電極とが位置ずれを起こ
すことがない。従って、着色層と画素電極との間に貼り合わせ公差に対応するマージンを
設ける必要がない。

本発明では、前記素子基板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、前記能動層に平面視で重なる遮光層が設けられていること
が好ましい。このように構成すると、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
が入射することがない。それ故、画素トランジスターが光電流に起因する誤動作すること
を防止することできる。

本発明において、前記対向基板は、前記反射面上に透光性の共通電極を備えている構成
を採用することができる。かかる構成の場合、対向基板に対して反射層を設け、かかる反
射層に透光性の共通電極を形成した構造を採用することができ、かかる構造によれば、対
向基板の材料を選択するとき、対向基板の材質に対して大きな制約を設ける必要がない。
また、対向基板として反射性の基板、例えば、単結晶シリコン基板あるいは金属基板を用
い、かかる反射性の基板に透光性の共通電極を設けた構造を採用することができる。かか
る構成によれば、対向基板の熱伝導性を高めることができる。

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反射面を構成す
る反射性の共通電極を備えている構成を採用することができる。かかる構成の場合、対向
基板に対して反射性の導電膜によって反射性の共通電極を設けた構造を採用することがで
き、かかる構造によれば、対向基板の材質に対して大きな制約を設ける必要がない。また
、対向基板として反射性および導電性を備えた基板、例えば、金属基板を用い、かかる基
板において素子基板に対向する面を反射面および共通電極として利用した構造を採用する
ことができる。かかる構成によれば、対向基板を安価に製作することができるので、液晶
装置のコストを低減することができる。

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
用いることもでき、かかる投射型表示装置は、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、を備えている。

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。 本発明を適用した液晶装置の液晶パネルの具体的構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置の画素構成を示す説明図である。 本発明の実施の形態１に係る液晶装置に形成した画素電極の端部付近の構成を拡大して示す説明図である。 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である。 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である。 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である。 本発明の実施の形態５に係る液晶装置の画素構成を示す説明図である。 本発明を適用した反射型の液晶装置を直視型の表示部として用いた電子機器の説明図である。 本発明を適用した反射型の液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。 本発明を適用した反射型の液晶装置をライトバルブとして用いた別の投射型表示装置（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。

［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において、液晶装置１００は、ＴＮ（Twisted Nematic）モードあるいはＶＡ（Vertica
l lignment）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１００ｂ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１
００ｂ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、画素電極９ａ、および画素電極９ａに対応する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が設けられている。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１００ｂ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１００
ａに跨って走査線３ａと並行して延びた容量線が形成されている。かかる容量線は、デー
タ線６ａと同層の導電膜からなる容量線３ｂ、あるいはデータ線６ａと別層の導電膜から
なる容量線５ｂとして構成される。容量線（容量線３ｂ、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の全体構成）
図２は、本発明を適用した液晶装置１００の液晶パネル１００ｐの具体的構成を示す説
明図であり、図２（ａ）、（ｂ）は各々、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の一方の基板面には、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、その内側が画像表示領域１０ａとさ
れている。また、対向基板２０には共通電極２１が形成されている。かかる共通電極２１
は対向基板２０の略全面あるいは複数の帯状電極として複数の画素１００ａに跨って形成
される。画素領域１００ｂ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１００ｂのうち、ダミー画素を除いた領域が画像表示領域
１０ａ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。

(素子基板１０の、画素電極９ａおよび共通電極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１０ｂ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。

本形態においては、対向基板２０の基板本体２０ｂには、後述するように、ガラス基板
等の透光性基板、セラミック基板、金属基板、あるいは単結晶シリコン基板等が用いられ
ており、対向基板２０は、後述する反射層あるいは基板本体２０ｂ自身によって反射性を
備えている。また、対向基板２０は、基板本体２０ｂ自身、反射層自身、あるいは基板本
体２０ｂに対して設けられた透光性の導電膜からなる共通電極２１を備えている。このた
め、液晶装置１００では、素子基板１０と対向基板２０との間で液晶層５０を駆動可能で
ある。従って、本形態の液晶装置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対向基板２０側で反射して再び、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。

（液晶パネル１００ｐの詳細構成）
図３は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００の画素構成を示す説明図であり、
図３（ａ）、（ｂ）は各々、液晶パネル１００ｐの１画素分の断面図、および素子基板１
０において相隣接する画素の平面図である。なお、図３（ａ）は、図３（ｂ）のＡ１−Ａ
１′線、およびＢ１−Ｂ１′線に相当する位置で液晶パネル１００ｐを切断したときの断
面図である。また、図３（ｂ）では、半導体層は細くて短い点線で示し、走査線３ａおよ
び容量線３ｂは二点鎖線で示し、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てある。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、素子基板１０には、ガラス等からなる透光性の基板
本体１０ｂの表面にシリコン酸化膜等からなる下地絶縁膜１２が形成されているとともに
、その表面側には、Ｎチャネル型の薄膜トランジスターからなる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、島状の半導体層１ａに対して、チャネル
領域１ｂ、ソース領域１ｃおよびドレイン領域１ｄを備えている。ソース領域１ｃおよび
ドレイン領域１ｄは各々、高濃度領域および低濃度領域を備えており、画素トランジスタ
ー３０は、ＬＤＤ（Lightly Doped Drain）構造を備えている。半導体層１ａは、例えば
、素子基板１０に対してアモルファスシリコン膜を形成した後、レーザアニールやランプ
アニール等により多結晶化されたポリシリコン膜である。

半導体層１ａの表面側には、ＣＶＤ法等により形成されたゲート絶縁層２が形成されて
おり、ゲート絶縁層２の上層においてチャネル領域１ｂと対峙する領域には、走査線３ａ
の一部からなるゲート電極が形成されている。ここで、走査線３ａは直線的に延在してい
る一方、半導体層１ａは、２箇所で屈曲して折り返した形状になっている。このため、走
査線３ａ（ゲート電極）は、半導体層１ａに対して２箇所で重なっており、画素トランジ
スター３０はダブルゲート構造を有している。

画素トランジスター３０の上層側には、層間絶縁膜４１が形成されている。層間絶縁膜
４１の表面にはデータ線６ａおよびドレイン電極６ｂが形成され、データ線６ａは、層間
絶縁膜４１およびゲート絶縁層２に形成されたコンタクトホール４１ａを介してソース領
域１ｃに電気的に接続している。また、ドレイン電極６ｂは、層間絶縁膜４１およびゲー
ト絶縁層２に形成されたコンタクトホール４１ｂを介してドレイン領域１ｄに電気的に接
続している。

層間絶縁膜４１の上層側には、後述する保護膜４２、着色層１１および平坦化層４３が
形成されており、平坦化層４３の上層にはＩＴＯ膜からなる透光性の画素電極９ａが形成
されている。画素電極９ａは、平坦化層４３、着色層１１および保護膜４２に形成された
コンタクトホール４３ａを介してドレイン電極６ｂに電気的に接続し、このドレイン電極
６ｂを介してはドレイン領域１ｄに電気的に接続している。画素電極９ａの表面側にはポ
リイミド膜や斜方蒸着膜等からなる配向膜１６が形成されている。

また、ドレイン領域１ｄからの延設部分（下電極）に対しては、ゲート絶縁膜２と同時
形成された絶縁膜（誘電体膜）を介して、走査線３ａと並列して延在する容量線３ｂが上
電極として対向し、保持容量５５が構成されている。容量線３ｂは、走査線３ａと同一の
導電膜からなる。

ここで、走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、およびドレイン電極６ｂには、モリ
ブデン膜、アルミニウム膜、チタン膜、タングステン膜、タンタル膜、クロム膜等の金属
膜や、モリブデンシリサイド膜やタングステンシリサイド膜等のシリサイド膜を用いるこ
とができる。本形態において、走査線３ａ、容量線３ｂ、データ線６ａ、およびドレイン
電極６ｂは各々、モリブデンシリサイド膜、タングステンシリサイド膜、クロム膜等の遮
光性導電膜からなる。

このように構成した素子基板１０と対向基板２０とは所定の隙間を介して貼り合わされ
、前記のシール材１０７（図２（ａ）、（ｂ）参照）により囲まれた空間内に電気光学物
質としての液晶層５０が封入されている。液晶層５０は、画素電極９ａからの電界が印加
されていない状態で、素子基板１０側の配向膜１６、および対向基板２０側の配向膜２６
により所定の配向状態をとる。液晶層５０は、例えば一種または数種のネマティック液晶
を混合したもの等からなる。

（画素電極９ａの構成）
図４は、本発明の実施の形態１に係る液晶装置１００に形成した画素電極９ａの端部付
近の構成を拡大して示す説明図であり、図４（ａ）、（ｂ）は、画素電極９ａの端縁とデ
ータ線６ａとの位置関係を示す説明図、および画素電極９ａと端縁と走査線３ａとの位置
関係を示す説明図である。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の液晶装置１００において、走査線３ａおよ
びデータ線６ａは、隣り合う画素１００ａの間の領域（境界領域）に沿って延在している
。ここで、画素電極９ａにおいて走査線３ａの延在方向の両端に位置する端縁９ａａは、
図４（ａ）に拡大して示すように、データ線６ａに平面視で重なって延在している。また
、画素電極９ａにおいてデータ線６ａの延在方向の両端に位置する端縁９ａｂは、図４（
ｂ）に拡大して示すように、走査線３ａに平面視で重なって延在している。このため、隣
り合う画素１００ａの間の境界領域は、データ線６ａあるいは走査線３ａと重なっている
。

ここで、データ線６ａおよび走査線３ａはいずれも、遮光性導電膜からなる。このため
、画素電極９ａの端縁９ａａ、９ａｂに向かおうとする光は、遮光性のデータ線６ａおよ
び走査線３ａによって遮られることになり、表示に関与しない。

（遮光層の構成）
再び図３（ａ）において、本形態の液晶装置１００では、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
重なる遮光層７ａが設けられている。遮光層７ａは、チャネル領域１ｂに加えて、ソース
領域１ｃおよびドレイン領域１ｄの低濃度領域（ＬＤＤ領域）にも平面視で重なることが
望ましい。本形態において、遮光層７ａは、基板本体１０ｂと下地絶縁膜１２との層間に
形成されている。かかる遮光層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
高融点金属のうちの少なくとも一つを含む金属単体、合金、金属シリサイド、ポリシリサ
イド又はこれらの積層体等により形成することができる。

（着色層の構成）
図３（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態の液晶装置１００は、カラー画像の表示を行
なうことを目的に、素子基板１０において、シリコン窒化膜等などからなる保護膜４２の
上層には、画素電極９ａと平面視で重なる領域に着色層１１（カラーフィルター）が設け
られている。かかる着色層１１の位置は、厚さ方向において画素トランジスター３０と画
素電極９ａとの間に相当する。ここで、着色層１１は、各画素１００ａが対応する色に合
わせて、赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）からなる複数色の着色層１１（Ｒ）、１１
（Ｇ）、１１（Ｂ）として形成されている。本形態では、データ線６ａに沿う方向に配列
された画素１００ａは同一の色に対応するストライプカラー配列されている。

かかる着色層１１は各色の感光性樹脂をフォトリソグラフィ技術あるいはインクジェッ
ト法によって素子基板１０上の所定位置に形成した層であり、着色層１１の端縁は、デー
タ線６ａに対して平面視で重なる位置にある。

また、本形態では、着色層１１の形成によって生じた凹凸は、感光性樹脂からなる平坦
化層４３によって平坦化されており、画素電極９ａは、平坦化層４３の上層に形成されて
いる。

（対向基板２０の構成）
本形態において、対向基板２０は、ガラス基板、金属基板、セラミック基板等からなる
基板本体２０ｂにおいて素子基板１０と対向する面側に、アルミニウムやアルミニウム合
金等の反射性導電膜からなる反射層２５が形成され、かかる反射層２５によって反射面２
０ａが形成されている。また、反射面２０ａの表面にはＩＴＯ等の透光性導電膜からなる
共通電極２１が形成され、共通電極２１の表面にポリイミド膜あるいは斜方蒸着膜からな
る配向膜２６が形成されている。

（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、画素電極９ａおよび素子基板
１０は透光性を備え、対向基板２０は反射面２０ａを備えている。このため、図３（ａ）
に矢印Ｌで示すように、素子基板１０の側から入射した光は、対向基板２０の反射面２０
ａ（反射層２５）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ことになる。

ここで、反射層２５は、対向基板２０の全面に形成されており、素子基板１０側で１画
素毎にパターニングした構造になっていない。このため、本形態では、１画素毎にパター
ニングした反射層を設けた構成と違って、隣り合う反射層の間に段差に起因する光漏れの
発生や、反射層の周期性に起因するモアレ縞の発生が起こらない。また、反射層２５の表
面には画素トランジスター３０の影響に起因する凹凸が発生することがないので、光の反
射方向を好適に制御することができ、凹凸に起因する光漏れも発生しない。それ故、本形
態の液晶装置１００によれば、品位の高い画像を表示することができる。

また、本形態では、カラー画像表示を行なうための着色層１１を素子基板１０側に設け
てあるため、対向基板２０の構成を簡素化することができる。また、素子基板１０には複
数色の着色層１１が設けられているが、かかる着色層１１は、素子基板１０上で画素電極
９ａに対して高い位置精度で形成された状態にある。このため、素子基板１０と対向基板
２０とを貼り合わせる際に着色層１１と画素電極９ａとが位置ずれを起こすことがないの
で、着色層１１と画素電極９ａとの間には、貼り合わせ公差に対応するマージンを設ける
必要がない。

さらに、データ線６ａおよび走査線３ａは遮光性の配線として形成されており、画素電
極９ａの端縁９ａａ、９ａｂは、遮光性の配線（データ線６ａおよび走査線３ａ）に対し
て平面視で重なって延在している。このため、隣り合う画素９ａ間で電界が影響し合って
ドメイン（液晶の配向の乱れ）が生じた場合でも、かかるドメインが発生した領域に遮光
性の配線が重なっていることになる。このため、対向基板２０に幅広のブラックマトリク
ス等の遮光層を設けなくても、ドメインに起因する表示不良の発生を抑制することができ
る。

また、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
に平面視で重なる遮光層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、画素トランジスター３０の能動層に向かう光は遮光層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は、光電流に起因する誤動作を発生させることがない。特に液晶装置１００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１０
０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さない。

また、対向基板２０は、反射面２０ａ上に透光性の共通電極２１を備えている。より具
体的には、対向基板２０では、基板本体２０ｂに対して反射層２５が形成され、かかる反
射層２５に透光性の共通電極２１が積層されている。このため、対向基板２０の材料（基
板本体２０ｂ）の材質に対して大きな制約を設ける必要がない。従って、基板本体２０ｂ
として金属基板等を用いることができ、かかる基板本体２０ｂを用いれば、基板本体２０
ｂとしてガラス基板を用いた場合と比較して熱伝導性に優れているため、対向基板２０が
受けた光に起因する熱を外部に放出しやすい。それ故、基板本体２０ｂとしてガラス基板
を用いた場合と比較して対向基板２０の温度上昇を低く抑えることができる。よって、液
晶層５０の温度上昇を低く抑えることができるので、液晶層５０において温度上昇に起因
する配向不良が発生するのを防止することができる。

［実施の形態２］
図５は、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
図であり、図３（ｂ）のＡ１−Ａ１′線およびＢ１−Ｂ１′線での断面図に相当する。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。

実施の形態１では、対向基板２０に反射面２０ａを構成するにあたって、ガラス等の基
板本体２０ｂにおいて素子基板１０と対向する面側に、アルミニウムやアルミニウム合金
等の反射性導電膜からなる反射層２５を形成した。これに対して、本形態では、図５に示
すように、対向基板２０の基板本体２０ｂ自身が、アルミニウム板やアルミニウム合金等
の反射性金属板、あるいは単結晶シリコン基板等の反射性基板であり、かかる基板本体２
０ｂにおいて素子基板１０に対向する面によって反射面２０ａが形成されている。また、
対向基板２０の基板本体２０ｂにおいて素子基板１０に対向する面にはＩＴＯ等の透光性
導電膜からなる共通電極２１が形成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であ
るため、説明を省略する。

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と同様、画素電極９ａお
よび素子基板１０は透光性を備え、対向基板２０は反射面２０ａを備えている。このため
、図５に矢印Ｌで示すように、素子基板１０の側から入射した光は、対向基板２０の反射
面２０ａ（反射層２５）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５
０によって画素毎に光変調されることになる。ここで、反射層２５(反射面２０ａ)は、対
向基板２０の全面に形成されており、素子基板１０側で１画素毎にパターニングした構造
になっていないため、光漏れの発生や、反射層の周期性に起因するモアレ縞の発生が起こ
らない等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、対向基板２０では、基板本体２０ｂとして金属基板あるいは単結晶シリコン基板
を用い、かかる反射性基板に透光性の共通電極２１を設けてある。このため、本形態では
、基板本体２０ｂとしてガラス基板を用いた場合と比較して、対向基板２０は、熱伝導性
に優れているため、対向基板２０が受けた光に起因する熱を外部に放出しやすい。それ故
、基板本体２０ｂとしてガラス基板を用いた場合と比較して対向基板２０の温度上昇を低
く抑えることができる。よって、液晶層５０の温度上昇を低く抑えることができるので、
液晶層５０において温度上昇に起因する配向不良が発生するのを防止することができる。

［実施の形態３］
図６は、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
図であり、図３（ｂ）のＡ１−Ａ１′線およびＢ１−Ｂ１′線での断面図に相当する。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。

実施の形態１、２では、反射面２０ａの表面に透光性の共通電極２１を形成した構成が
採用されていたが、本形態では、反射面２０ａ自身を共通電極２１とした構成が採用され
ている。より具体的には、図６に示すように、対向基板２０は、ガラス基板、金属基板、
セラミック基板等からなる基板本体２０ｂを備えているとともに、かかる基板本体２０ｂ
において素子基板１０に対向する面にアルミニウムあるいはアルミニウム合金等から反射
層２５が形成されている。このため、反射層２５の表面によって反射面２０ａが形成され
ている。

ここで、反射層２５は、共通電極２１として利用されている。このため、反射層２５の
表面に配向膜２６が形成されている。その他の構成は実施の形態１と同様であるため、説
明を省略する。

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と同様、画素電極９ａお
よび素子基板１０は透光性を備え、対向基板２０は反射面２０ａを備えている。このため
、図６に矢印Ｌで示すように、素子基板１０の側から入射した光は、対向基板２０の反射
面２０ａ（反射層２５）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５
０によって画素毎に光変調されることになる。ここで、反射層２５(反射面２０ａ)は、対
向基板２０の全面に形成されており、素子基板１０側で１画素毎にパターニングした構造
になっていないため、光漏れの発生や、反射層の周期性に起因するモアレ縞の発生が起こ
らない等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、対向基板２０では、基板本体２０ｂに形成したアルミニウム合金等の反射層２５
を共通電極２１として用いている。従って、抵抗値の低い共通電極を構成することができ
る。また、対向基板２０の基板本体２０ｂには材質に対する大きな制約を設ける必要がな
い等の利点がある。従って、基板本体２０ｂとして金属基板を用いることができ、かかる
基板本体２０ｂを用いれば、基板本体２０ｂとしてガラス基板を用いた場合と比較して熱
伝導性に優れているため、対向基板２０が受けた光に起因する熱を外部に放出しやすい。
それ故、基板本体２０ｂとしてガラス基板を用いた場合と比較して対向基板２０の温度上
昇を低く抑えることができる。よって、液晶層５０の温度上昇を低く抑えることができる
ので、液晶層５０において温度上昇に起因する配向不良が発生するのを防止することがで
きる。

［実施の形態４］
図７は、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
図であり、図３（ｂ）のＡ１−Ａ１′線およびＢ１−Ｂ１′線での断面図に相当する。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。

実施の形態３では、反射面２０ａ自身を共通電極２１とするにあたって、基板本体２０
ｂに反射層２５を形成したが、本形態では、基板本体２０ｂ自身によって反射面２０ａお
よび共通電極２１が構成されている。より具体的には、図７に示すように、本形態では、
基板本体２０ｂとして、アルミニムあるいはアルミニウム合金からなる金属板が用いられ
、かかる基板本体２０ｂにおいて素子基板１０に対向する面によって反射面２０ａが構成
されている、また、基板本体２０ｂは共通電極２１として利用されている。このため、基
板本体２０ｂ自身に配向膜２６が形成されている。その他の構成は実施の形態１と同様で
あるため、説明を省略する。

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と同様、画素電極９ａお
よび素子基板１０は透光性を備え、対向基板２０は反射面２０ａを備えている。このため
、図７に矢印Ｌで示すように、素子基板１０の側から入射した光は、対向基板２０の反射
面２０ａ（反射層２５）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５
０によって画素毎に光変調されることになる。ここで、反射面２０ａは、対向基板２０の
全面に形成されており、素子基板１０側で１画素毎に光反射層をパターニングした構造に
なっていないため、光漏れの発生や、反射層の周期性に起因するモアレ縞の発生が起こら
ない等、実施の形態１と同様な効果を奏する。

また、対向基板２０では、基板本体２０ｂを反射面２０ａおよび共通電極２１としても
用いている。従って、抵抗値の低い共通電極を構成することができる。また、対向基板２
０に電極や反射層を成膜する必要が無いので、対向基板２０を安価に製作することができ
るので、液晶装置１００のコストを低減することができる。また、基板本体２０ｂとして
金属基板を用いれば、ガラス基板を用いた場合と比較して熱伝導性に優れているため、対
向基板２０が受けた光に起因する熱を外部に放出しやすい。それ故、基板本体２０ｂとし
てガラス基板を用いた場合と比較して対向基板２０の温度上昇を低く抑えることができる
。よって、液晶層５０の温度上昇を低く抑えることができるので、液晶層５０において温
度上昇に起因する配向不良が発生するのを防止することができる。

［実施の形態５］
本発明は、図８に示す画素構造を有する液晶装置１００に適用してもよい。図８は、本
発明の実施の形態５に係る液晶装置１００の画素構成を示す説明図であり、図８（ａ）、
（ｂ）は各々、液晶パネル１００ｐの１画素分の断面図、および素子基板１０において相
隣接する画素の平面図である。なお、図８（ａ）は、図８（ｂ）のＡ２−Ａ２′線に相当
する位置で液晶パネル１００ｐを切断したときの断面図である。また、図８（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８（ａ）、（ｂ）に示すように、本形態でも、実施の形態１と同様、素子基板１０上
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５
ｂ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１０ｂの液晶層５０側の
表面に形成された画素電極９ａ、画素スイッチング用の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２０ｂ、反射層２５、共通電極２１、および配向膜２６により構成されて
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において、半導体層１ａ（能動層）には、走査線３
ａ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１ｂ、ソース領域１ｃ、ドレイ
ン領域１ｄを備えている。ここで、ソース領域１ｃおよびドレイン領域１ｄは低濃度領域
および高濃度領域を備えており、画素トランジスター３０はＬＤＤ（Lightly Doped Drai
n）構造を有している。半導体層１ａは、例えば、基板本体１０ｂ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１
ａに対する熱酸化膜等により形成できる。走査線３ａには、シリサイド膜等の遮光性導電
膜によって構成されている。

走査線３ａの上層側には、ソース領域１ｃへ通じるコンタクトホール８２、およびドレ
イン領域１ｄ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層間絶縁
膜４１が形成されている。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３
ａ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を介してドレイン領域１ｄに電気的に接続され、中継電
極４ｂは、コンタクトホール８２を介してソース領域１ｃ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４４が形成され
ている。誘電体膜４４の上層側には、誘電体膜４４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、シリサイド膜等の遮光性導電膜に
よって構成されている。

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層間絶縁膜４５
が形成されている。層間絶縁膜４５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を介してソース領域１ｃ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
、ドレイン領域１ｄ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、
シリサイド膜等の遮光性導電膜によって構成されている。

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保護膜
４２が形成されており、保護膜４２の上層に着色層１１および平坦化層４３が形成されて
いる。平坦化層４３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４３ａ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。

これに対して、対向基板２０では、実施の形態１と同様、ガラス基板等の基板本体２０
ｂにおいて素子基板１０に対向する側の面に、アルミニウムやアルミニウム合金等からな
る反射層２５が形成され、かかる反射層２５の表面によって反射面２０ａが形成されてい
る。反射層２５の表面には透光性の共通電極２１が形成されており、かかる共通電極２１
を覆うように配向膜２６が形成されている。

また、本形態において、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、遮光
層７ａは、基板本体１０ｂと下地絶縁膜１２との層間でデータ線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での透光領域は遮光層７ａによって規定され
ている。

［実施の形態６］
上記実施の形態１〜５では、１つの液晶装置１００に複数色の着色層１１を設けたが、
図１１を参照して構成する投射型表示装置に用いる場合、１つの液晶装置１００に単色の
着色層１１を設けてもよい。かかる構成の液晶装置１００の場合、全ての画素に跨って一
体の着色層１１を形成すればよい。

［その実施の形態］
上記実施の形態１〜６では、ＴＮモードあるいはＶＡモード等、対向基板２０に共通電
極２１が構成されている例であったが、ＩＰＳ(In Plane Switching)モードやＦＦＳ（Fr
ing Field Switching）モード等、共通電極２１が画素電極９ａと同様、素子基板１０に
形成されている液晶装置１００に本発明を適用してもよい。

［電子機器（直視型表示装置）への適用］
本発明の実施の形態１〜５に係る反射型液晶装置１００は、図９に示す携帯用電子機器
において表示部を構成するのに用いることができる。図９は、本発明を適用した反射型の
液晶装置を直視型の表示部として用いた電子機器の説明図である。

図９（ａ）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（ｂ）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。

［電子機器（投射型表示装置）への適用］
本発明の実施の形態１〜５に係る反射型液晶装置１００は、図１０に示す投射型表示装
置においてライトバルブとして用いることができる。図１０は、本発明を適用した反射型
の液晶装置をライトバルブとして用いた投射型表示装置（電子機器）の説明図である。

本発明の実施の形態１〜５に係る反射型液晶装置１００は、各色の着色層１１（図３参
照）が形成されている。従って、例えば、図１０に模式的に示すように、投射型表示装置
５０００においてライトバルブとして用いることができる。かかる投射型表示装置５００
０においては、偏光照明装置５１００（光源部）から出射された平行光束からなる偏光光
束を偏光ビームスプリッター５１１０および１／４波長板５１２０を介して液晶装置１０
０に供給する。そして、液晶装置１００によって光変調された光を偏光ビームスプリッタ
ー５１１０によって投射光学系５１３０に向けて導き、投射光学系５１３０からスクリー
ン等の被投射面５１４０にカラー画像を拡大照射する。

［別の電子機器（投射型表示装置）への適用］
本発明の実施の形態６に係る反射型液晶装置１００は、図１１に示す投射型表示装置に
おいてライトバルブとして用いることができる。図１１は、本発明を適用した反射型の液
晶装置をライトバルブとして用いた別の投射型表示装置（電子機器）の説明図である。

本発明の実施の形態６に係る反射型液晶装置１００は、単色の着色層１１が形成されて
いる。従って、例えば、図１１に模式的に示すように、投射型表示装置６０００において
各色のライトバルブとして用いることができる。より具体的には、投射型表示装置６００
０には、赤色（Ｒ）の着色層１１（Ｒ）が形成された液晶装置１００（Ｒ）と、緑色（Ｇ
）の着色層１１（Ｇ）が形成された液晶装置１００（Ｇ）と、青色（Ｂ）の着色層１１（
Ｂ）が形成された液晶装置１００（Ｂ）とを用いる。かかる投射型表示装置６０００にお
いては、３つの光源６１０１〜６１０３を備えた偏光照明装置６１００（光源部）から出
射された平行光束からなる３つの偏光光束を各々、偏光ビームスプリッター６１１１〜６
１１３、および１／４波長板６１２１〜６１２３を介して各液晶装置１００（Ｒ）、（Ｇ
）、（Ｂ）に供給する。そして、各液晶装置１００（Ｒ）、（Ｇ）、（Ｂ）によって光変
調された各光を偏光ビームスプリッター６１１１〜６１１３によって投射光学系６１３０
に向けて導き、投射光学系６１３０からスクリーン等の被投射面６１４０にカラー画像を
拡大照射する。

１ａ・・画素トランジスターの半導体層（能動層）、３ａ・・走査線(遮光性の配線)、６
ａ・・データ線(遮光性の配線)、７ａ・・遮光層、９ａ・・画素電極、９ａａ、９ａｂ・
・画素電極の端縁、１０・・素子基板、１１・・着色層、２０・・対向基板、２０ａ・・
反射面、２０ｂ・・対向基板の基板本体、２１・・共通電極、２５・・反射層、３０・・
画素トランジスター、５０・・液晶層、１００・・液晶装置、１００ａ・・画素

Claims (8)

1. 一方面に画素電極、該画素電極に対応する画素トランジスター、および隣り合う前記画
   素電極の間に対して平面視で重なる領域に沿って延在する配線が設けられた素子基板と、
   前記素子基板と対向する対向基板と、
   前記素子基板と前記対向基板との間に保持された液晶層と、
   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、
   前記対向基板は前記素子基板と対向する反射面を備え、
   前記素子基板には、前記画素トランジスターと前記画素電極との間に着色層が設けられ
   ていることを特徴とする液晶装置。
2. 前記配線は遮光性を備え、
   前記画素電極の端縁は、前記配線に対して平面視で重なって延在していることを特徴と
   する請求項１に記載の液晶装置。
3. 前記素子基板には、複数色の前記着色層が設けられていることを特徴とする請求項１ま
   たは２に記載の液晶装置。
4. 前記素子基板には、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３の何れか一項に記載の液晶装置。
5. 前記対向基板は、前記反射面上に透光性の共通電極を備えていることを特徴とする請求
   項１乃至４の何れか一項に記載の液晶装置。
6. 前記対向基板は、前記素子基板に対向する面側に前記反射面を構成する反射性の共通電
   極を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の液晶装置。
7. 請求項１乃至６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
   。
8. 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７に記載の電子機器。

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