JPWO2007139198A1 - 半透過型液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

ガラス基板上には、電気的にフローティングな遮光膜が形成されており、この遮光膜の上にはゲート絶縁膜を介して信号線が形成されている。遮光膜は信号線に沿って形成されており、遮光膜の幅は信号線の幅よりも大きい。信号線を覆う層間絶縁膜上には、隣接する画素の透明電極が形成されており、この透明画素から延設された反射電極の枠部は信号線に沿って配置され、反射電極は層間絶縁膜上に形成されている。遮光膜は、透明電極とは平面視で重ならず且つ反射部とは平面視で重なっている。また、信号線は、反射電極とは平面視で重ならない構成となっている。これにより、縦クロストークを抑制すると共に高開口率を維持する半透過型液晶表示装置が得られる。

Description

本発明は、縦クロストークが抑制された半透過型液晶表示装置に関する。

近時、薄型、軽量、小型、低消費電力等の利点から、液晶表示装置は様々な端末装置に広く搭載されている。液晶表示装置の中でもアクティブマトリクス型の液晶表示装置は、マトリクス状に設けられた信号線及び走査線により区画された各画素領域において、画素電極及び画素電極に接続されたアクティブ素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）を有しており、このＴＦＴを介して画素電極に所定の電圧を印加することにより液晶表示素子が駆動される。

従来のアクティブマトリクス型の液晶表示装置においては、信号線と信号線に隣接する画素電極との間隔が狭いため、信号線と画素電極との間に生じる寄生容量の影響により、所謂縦クロストークが生じ、画質が低下するという問題がある。

これに対して、特許文献１では、透過型液晶表示装置において、寄生容量を低減させる電極構成が開示されている。図１３は、特許文献１に記載の従来のアクティブマトリクス基板の部分断面図である。図１３に示すように、ガラス基板１０１上には金属膜１０２が設けられており、この金属膜１０２とガラス基板１０１を覆うように絶縁膜１０３が設けられている。更に、金属膜１０２の上には、この絶縁層１０３を介して、信号配線としてのソース配線１０４が設けられており、ソース配線１０４と絶縁膜１０３を覆うように別の絶縁膜１０５が設けられている。そして、この絶縁膜１０５の上には隣り合う１対の画素電極１０６が設けられている。本従来技術においては、金属膜１０２の端部と画素電極１０６とが平面視で重なり、一方、ソース配線１０４の幅方向の端部と画素電極１０６とが平面視で重ならない構造となっている。

このような構成により、画素電極１０６とソース配線１０４との間で生じる寄生容量の構成が、画素電極１０６と金属膜１０２との間の容量と、金属膜１０２とソース配線１０４との間の容量との直列構成となり、画素電極１０６に及ぶ寄生容量を低減させることができる。この結果、コントラストが向上するという効果が得られる。

特開平５−１４２５７０号公報

しかしながら、上述の従来技術には以下に示すような問題点がある。

特許文献１に記載の従来の透過型液晶表示装置においては、信号配線としてのソース配線の下に金属膜を設けることで、ソース配線と画素電極との間の寄生容量を低減させてはいるものの、縦クロストークを十分に抑えることができないという問題点がある。ここで、縦クロストークの大きさの目安は、（信号線と画素電極との間の寄生容量）／（液晶容量＋蓄積容量）で見積もることができる。縦クロストークが抑えられない理由は２つある。一つ目の理由は、透過型に適用しているため、蓄積容量をあまり大きく取れないことによる。これは、蓄積容量を大きくしすぎると開口率が低下するからである。二つ目の理由は、画素電極の端部を十分遮光しようとすると、金属膜と画素電極との重なりが大きくなり、寄生容量が大きくなってしまうからである。

また、特許文献１に記載の従来技術においては、金属膜をゲート配線と同層で形成しているため、金属膜とゲート配線との間に隙間ができてしまい、そこから光漏れが生じる。透過型でこの構造を用いる場合、この光漏れを遮光するために対向基板側にブラックマトリクスを設ける必要があり、重ね合わせ精度を考慮したブラックマトリクスのマージンが必要なため、開口率が下がってしまうという問題点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、縦クロストークを抑制すると共に高開口率を維持する半透過型液晶表示装置を提供することを目的とする。

本発明に係る半透過型液晶表示装置は、マトリクス状に設けられた信号線及び走査線と、この信号線及び走査線により区画された各画素領域に設けられ透明電極及び反射電極からなる画素電極と、各画素電極に夫々接続された薄膜トランジスタと、を少なくとも備える半透過型液晶表示装置であって、透明絶縁基板と、この透明絶縁基板上に形成された第１の金属膜及び走査線と、前記透明基板上に形成され前記第１の金属膜及び走査線を覆う第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜の上に前記第１の絶縁膜を介して形成された信号線と、前記第１の絶縁膜上に形成され前記信号線を覆う第２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜上に形成された透明電極と、前記第２の絶縁膜上に形成された第２の金属膜と、を有し、前記第１の金属膜は前記透明電極とは平面視で重ならず且つ前記第２の金属膜とは端部において平面視で重なり、前記信号線は前記第２の金属膜及び前記透明電極とは平面視で重ならず且つ前記第１の金属膜とは少なくとのその一部が平面視で重なることを特徴とする。

前記第１の金属膜は、遮光性を有すると共に電気的にフローティングな金属膜とすることができる。また、前記第２の金属膜は、遮光性を有する金属膜とすることができる。

前記信号線の幅は、前記第１の金属膜の幅よりも狭いことが望ましい。前記第１の金属膜は、前記信号線に沿って延設されていてもよい。

前記信号線は、前記第１の金属膜により平面視で覆われていることが望ましい。前記第１の金属膜における前記信号線と平面視で重なる部分にはスリットが設けられていてもよい。

前記第２の金属膜は、前記透明電極に接続された前記反射電極とすることができる。また、前記第２の金属膜は、前記透明電極の周囲に沿って形成された前記反射電極の枠部とすることができる。

前記反射電極の下の前記第１の絶縁膜上には、蓄積容量を形成する蓄積容量電極が形成されていてもよい。

（信号線と画素電極との間の寄生容量）／（液晶容量＋蓄積容量）は、０．０５以下であることが望ましい。

本発明によれば、信号線と画素電極との間に生じる寄生容量が、信号線と第１の金属膜との間の容量と、画素電極と第１の金属膜との間の容量との直列接続となるため、第１の金属膜を設けない場合に比べて、寄生容量を小さくすることができる。これにより、縦クロストークを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表示装置における画素を示す平面図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図である。 図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。 カラーフィルタ基板に設けられたカラーフィルタの平面図である。 図４におけるＣ−Ｃ断面である。 縦クロストーク測定画面。（ａ）黒ウインドウ表示時、（ｂ）黒ウインドウ非表示時。 本発明の第２の実施形態に係る半透過型液晶表示装置における画素を示す断面図である。 本発明の実施例における画素構成を示す模式図である。 （画素電極と信号線との間の寄生容量）／（黒時におけるＴＦＴ負荷容量）と、縦クロストーク（％）との関係を、夫々、本発明の構成、従来の反射部枠有構造、及び枠無構造に対してプロットした比較図である。 縦クロストーク（％）値を実施例と比較例に対して比較したグラフである。 図１３の構成に反射電極を付加して半透過型に適用した液晶表示素子の断面図である。 比較例２における液晶表示素子の画素の断面図である。 特許文献１に記載の従来のアクティブマトリクス基板の部分断面図である。

符号の説明

１、１３；ガラス基板
２；遮光膜
３；ゲート絶縁膜
４；信号線
５、７；層間絶縁膜
６；透明電極
８；反射電極
９；スリット
１０；ゲート電極
１１；蓄積容量電極
１２；不透明画素電極
１４；ブラックマトリクス
１５；赤の色層
１６；緑の色層
１７；青の色層
１８；オーバーコート層
１９；対向電極
２０；輝度測定点
２１、２２；距離
２３；透過部セルギャップ
２４；反射部セルギャップ
２５；走査線
２６；薄膜トランジスタ
２７；液晶層
２８；カラーフィルタ
２９；フローティング電極（Ｇ層）
３０；有機膜
３１；対向基板
３２；Ａｌ電極
３３；ＩＴＯ電極
１０１；ガラス基板
１０２；金属膜
１０３；絶縁膜
１０４；ソース配線
１０５；絶縁膜
１０６；画素電極

以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して詳細に説明する。先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る半透過型液晶表示装置における画素を示す平面図である。また、図２は、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面図、図３は、図１におけるＢ−Ｂ線に沿った断面図である。

図１に示すように、本実施形態においては、透明絶縁基板であるガラス基板（図示せず）上に信号線４及び走査線２５が交差して形成されており、信号線４及び走査線２５に囲まれた領域には画素電極が形成されている。この画素電極は光を透過させる透明電極６及び光を反射させる反射電極８からなる。反射電極８は透明電極６の周囲を囲む枠部を備えており、枠部の一部は信号線４に沿って平行に形成されている。信号線４及び走査線２５の交点付近には薄膜トランジスタ２６が形成されており、画素電極は薄膜トランジスタ２６に接続されている。また、走査線２５上には光を遮光するブラックマトリクス１４が設けられている。

次に、図２を参照して、図１におけるＡ−Ａ断面について説明する。図２に示すように、ガラス基板１上には遮光膜２が形成されており、この遮光膜２を覆うようにガラス基板１上にはゲート絶縁膜３が形成されている。遮光膜２は電気的にフローティングが金属膜であり、例えば、Ｃｒ（クロム）から形成される。ゲート絶縁膜３上には信号線４が形成されており、信号線４の幅は遮光膜２の幅よりも小さい。そして、平面視すれば、信号線４は遮光膜２に重合し、更に、遮光膜２により覆われる構造となっている。また、図１に示すように、遮光膜２は信号線４に沿って延設されている。このため、信号線４は遮光膜２によりガラス基板１の下側から上方へ向けて出射する光から遮光される。信号線４は、例えばＣｒから形成される。

ゲート絶縁膜３上には、信号線４を覆うようにして、層間絶縁膜５が形成されている。この層間絶縁膜５上には、隣接する画素の透明電極６が形成されており、信号線４は層間絶縁膜５を介して、これらの透明電極６の間に配置されている。また、信号線４は透明電極６とは平面視で重ならないように形成されている。透明電極６は、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：インジウム錫酸化物）を用いて形成される。透明電極６上には反射電極８が接続されており、この反射電極８は図１に示す反射電極の枠部である。反射電極８は透明電極６上から延設され、層間絶縁膜５上に形成された層間絶縁膜７上に形成されている。図２に示すように、平面視において、反射電極８は信号線４とは重ならないが、遮光膜２とは端部において重なる構造となっている。反射電極８は、例えば、Ａｌ（アルミニウム）から形成される金属膜である。

次に、図３を参照して、図１におけるＢ−Ｂ断面について説明する。図３に示すように、ガラス基板１上には、走査線と一体となったゲート電極１０と、蓄積容量電極１１が形成されている。ゲート電極１０及び蓄積容量電極１１は、例えば、Ｃｒ金属膜からなる。このゲート電極１０及び蓄積容量電極１１を覆うように、ガラス基板１上には、ゲート絶縁膜３が形成されており、ゲート絶縁膜３上には不透明画素電極１２が形成されている更に、この不透明画素電極１２を覆うように、ゲート絶縁膜３上には層間絶縁膜５が形成されており、層間絶縁膜５上には透明電極６が形成されている。不透明画素電極１２と、透明電極６とはコンタクトホール（図示せず）を通じて電気的に接続されている。不透明画素電極１２はソース電極であり、ＴＦＴから供給された電位を透明電極６に伝える役割をする。透明電極６上の端部には反射電極８が接続されており、この反射電極８は透明電極６から延設され、透明電極６の形成されていない層間絶縁膜５上に拡がっている。反射電極８は遮光性を有する金属膜であり、透明電極６に電気的に接続されている。また、反射電極８と、透明電極６及び層間絶縁膜５との間に挟まれた領域には、別の層間絶縁膜７が形成されている。図１に示すように、蓄積容量電極１１と不透明画素電極１２は略同じ大きさで、ゲート絶縁膜３を介して互いに重合されて形成されており、両電極は反射電極８の下方に配置されている。更に、透明電極６及び反射電極８からなる画素電極の上には液晶層２７が設けられている。

液晶層２７の上にはＴＦＴ基板の対向基板であるカラーフィルタ基板が配置されている。即ち、液晶層２７の上には対向電極１９が配置されており、対向電極１９上にはオーバーコート層１８が配置され、このオーバーコート層１８上にはカラーフィルタ２８が配置されている。カラーフィルタ２８は、赤、緑、又は青の色層からなる。また、カラーフィルタ２８の端部にはブラックマトリクス１４が設けられている。このブラックマトリクス１４は、図１に示すように、隣接する画素の境界の走査線付近を遮光するものである。更に、カラーフィルタ２８の上には、透明絶縁基板であるガラス基板１３が配置されている。

カラーフィルタ基板の平面構造は、図４に示すようになっている。図４は、カラーフィルタ基板に設けられたカラーフィルタの平面図である。また、図５は、図４におけるＣ−Ｃ断面である。図４及び図５に示すように、ガラス基板１３上のＴＦＴ基板側の面上には、赤の色相１５、緑の色相１６、及び青の色相１７がストライプ状に形成されたカラーフィルタ２８が設けられており、また、画素間には前述のブラックマトリクス１４が形成されている。カラーフィルタ２８上には、オーバーコート層１８が形成され、このオーバーコート層１８上には対向電極１９が形成されている。対向電極１９は透明電極であり、例えばＩＴＯ膜から形成される。

このように構成された本実施形態に係る半透過型液晶表示装置においては、信号線の下のゲート電極が設けられた層上に、電気的にフローティングな金属からなる遮光膜を信号線に沿って設け、遮光膜の幅を信号線の幅よりも大きくすることで遮光している。また、遮光膜と隣接する画素の透明電極とは平面視で重合せず、且つ遮光膜の両端部と隣接する画素の反射電極の端部とが平面視で重合するようにしている。また、信号線の幅は隣接する画素間の反射電極の端部間の間隔よりも小さくなるように線幅が設定されており、信号線と反射電極及び透過電極とは平面視で重合しない。このような構成により、信号線と画素電極との間に生じる寄生容量が、画素電極と遮光膜との間の容量と、信号線と遮光膜との間の容量との直列接続となるため、画素電極に及ぶ寄生容量を低減させることができる。また、透明電極の端部は、遮光膜及び反射電極で遮光される構造となっている。

本発明によれば、信号線と画素電極との間の寄生容量を低減させることができるため、縦クロストークを抑えることができる。縦クロストーク値は、（信号線と画素電極との間の寄生容量）／（液晶容量＋蓄積容量）により見積もることができる。本実施形態においては、この見積もり値を０．０５以下とすることが好ましい。また、透過電極の端部は、反射電極及び遮光膜により遮光されるので、対向基板上の対応箇所にブラックマトリクスを設ける必要がない。

このように、反射電極を信号線に沿った部分にも配置した半透過型液晶表示装置（以下、反射部枠有構造という）において、信号線周りの遮光層として、フローティング電極を信号線の下に設けることにより、フローティング電極が設けられていない従来の反射部枠有構造に比べて、縦クロストークを小さくすることができる。但し、本発明は、現行製品で使われている透明電極周りを蓄積容量電極で覆ってしまう構造（以下、枠無構造という）に比べると、縦クロストークの値は大きい。図９は、（画素電極と信号線との間の寄生容量）／（黒時におけるＴＦＴ負荷容量）と、縦クロストーク（％）との関係を、夫々、本発明の構成、従来の反射部枠有構造、及び枠無構造に対してプロットした比較図である。なお、ＴＦＴ付加容量は、液晶容量（画素電極容量）と蓄積容量の和である。表示領域における縦クロストークの測定場所は２カ所であり、図９では、夫々「縦クロストーク[％]上」、「縦クロストーク[％]下」と区別してプロットしている。「縦クロストーク[％]上」に相当する測定場所は、図６（ａ）における符号２０で示す×の点であり、表示領域の中央には表示領域の面積の１／４の大きさの矩形の黒の領域を表示され、背景は中間調で表示されており、符号２０の示す×の点は、矩形の黒の領域の上辺と表示画面の上辺との間に位置している。また、「縦クロストーク[％]下」に相当する測定場所は、図示はしていないが、矩形の黒の領域の下辺と表示画面の下辺との間に位置する点である。図９に示すように、枠無構造に対する縦クロストーク測定値は、測定場所「上」、「下」ともに約０．５％であった。一方、本発明の構成に対する縦クロストークの予測値は約１．９％であり、縦クロストークの測定値は、測定場所「下」においては約１．３％、測定場所「上」においては約１．０％であった。また、従来の反射部枠有構造に対する縦クロストーク測定値は、測定場所「上」においては約３．７％、測定場所「下」においては約３．１％であった。

このように、本発明は現行製品で使われている枠無構造に比べると、縦クロストークの値は大きい。しかしながら、枠無構造では信号線沿いをブラックマトリクスで遮光しているため開口部の有効面積が下がるのに対して、本発明では遮光膜が形成されているため、信号線の上にブラックマトリクスを設ける必要がなく、開口部の有効面積は上がるという効果を奏する。更にまた、反射電極の下に蓄積容量を設ける構造になっているので、反射電極が大きい構造の場合、これに伴い蓄積容量電極を大きくすることができ、クロストークの値を下げることが可能となる。

次に、本発明の第２の実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態に係る半透過型液晶表示装置における画素を示す断面図である。図７は、第１の実施形態における図２に相当する断面図である。

本実施形態と第１の実施形態との違いは、遮光膜２に信号線４に沿ったスリット９が設けられている点である。図７に示すように、電気的にフローティングな状態にある金属膜からなる遮光膜２の中央部には、信号線４に沿ってスリット９が設けられている。スリット９の幅は信号線４の幅より小さい。その他の構成は第１の実施形態と同様であり、そのため、図７における図２と同一の構成物には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。後述の実施例において説明するように、本実施形態により縦クロストーク値は更に改善される。これは、遮光膜２にスリット９を設けたことにより、信号線−遮光膜間の容量が小さくなるからと考えられる。その他の動作・効果は第１の実施形態と同様である。

以下、本発明の実施例として、本発明の範囲から外れる比較例と比較して説明する。先ず、本発明の実施例の具体的な構成について図１乃至図５を参照して説明する。本実施例は、第１の実施形態の具体的な構成に相当する。ガラス基板１上に、単位素子の大きさ、横７４．５μｍ×縦２２３．５μｍ、画素配列：横２４０個×縦３２０個の表示領域を有する半透過型液晶表示装置を次のようにして作製した。

先ず、透明なガラス基板１の上に、金属膜Ｃｒを用いて、膜厚２０００Åでゲート電極１０、蓄積容量電極１１、及び遮光膜２を形成した。遮光膜２の図２における幅は１１μｍとした。

次に、ＳｉＯ_２（二酸化珪素）を１０００Å、ＳｉＮｘ（窒化シリコン）を４０００Å積層し、ゲート絶縁膜３を形成した。ＳｉＯ_２の比誘電率は４．０、ＳｉＮｘの比誘電率は６．４であった。

次に、ゲート絶縁膜３上に、金属膜Ｃｒを用いて膜厚１４００Åの信号線４を形成した。また、ゲート絶縁膜３上に、不透明画素電極１２を形成した。この不透明画素電極１２は、後の工程で、透明電極６と電気的に接続される。

次に、ＳｉＮｘを用いて、膜厚１５００Åで層間絶縁膜５を形成した。この層間絶縁膜５の比誘電率は６．４であった。そして、層間絶縁膜５上に、ＩＴＯを用いて透明電極６を形成した。ここで、透明電極６と不透明画素電極１２とは、コンタクトホール（図示せず）を通じて電気的に接続されている。

次に、アクリル樹脂を用いて、層間絶縁膜７を形成した。アクリル樹脂の比誘電率は３．２であった。層間絶縁膜７の厚さは１．５μｍとした。更に、層間絶縁膜７の上に画素の反射部としての反射電極８を形成した。反射電極８としては、金属膜Ａｌを用いた。この金属膜Ａｌは、透明電極６と電気的に接続している。透過部と反射部との面積比は、５５：２８となっている。以上のようにして、ＴＦＴ基板を作製した。

次に、ＴＦＴ基板の対向基板であるカラーフィルタ基板の具体的な構成について説明する。図４及び図５に示すように、透明なガラス基板１３の上には、ブラックマトリクス１４が形成され、また、赤の色層１５、緑の色層１６、青の色層１７がストライプ状に形成されたカラーフィルタ２８が設けた。これらの色層の上に、オーバーコート層１８を形成し、その上にＩＴＯを用いて対向電極１９を形成した。

これらのＴＦＴ基板及びカラーフィルタ基板を用いて液晶セルを作製した。図３にセルの断面構造を示す。この断面は、図１おけるＢ−Ｂ線に沿った断面に相当する。このとき、基板間に封止する液晶材としては、長軸方向の比誘電率９．０、短軸方向の比誘電率３．６のものを用いた。透明電極６と対向電極１９との間の距離である透過部セルギャップ２３を３．８μｍとした。また、反射電極８と対向電極１９との間の平均的な距離である反射部セルギャップ２４を２．０μｍとした。なお、偏光板（図示せず）としては、偏光子の上に位相差πを与えるλ／２板、その上に位相差π／２を与えるλ／４板が積層されたものを用いた。

図２を用いて、図１におけるＡ−Ａ線に沿った断面構成について説明する。図２において、遮光膜２の幅は１１μｍ、信号線４の幅は３μｍとした。信号線４の端部をガラス基板１上に射影した部分と反射電極８の端部をガラス基板１上に射影した部分との距離２１は２μｍとなっている。また、遮光膜２の端部をガラス基板１上に射影した部分と透明電極６の端部をガラス基板１上に射影した部分との距離２２は２μｍとなっている。反射電極８は、層間絶縁膜７の上に設けられているが、層間絶縁膜７の斜面を伝って透明画素電極８と電気的に接続した構造になっている。

図８は、本発明の実施例における画素構成を示す模式図である。図８（ｂ）は、第１の実施形態の断面図である図２に相当し、（ａ）は平面図である図１に相当し、構成物の対応関係を、矢印を用いて示している。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、上述の遮光膜２であるフローティング電極（Ｇ層）２９は、ゲート電極が形成されている層上に形成されており、フローティング電極（Ｇ層）２９の上には信号線４が形成されている。フローティング電極（Ｇ層）２９は信号線４に沿って形成されており、フローティング電極（Ｇ層）２９の幅は信号線４の幅よりも大きい。信号線４が形成された層上には、隣接する画素の透明電極であるＩＴＯ電極３３が形成されており、信号線４を覆うように絶縁性の有機膜３０が形成されている。有機膜３０は、層間絶縁膜７に相当する。また、反射電極であるＡｌ電極３２は有機膜３０上に形成され、有機膜層３０の斜面を伝ってＩＴＯ電極３３と電気的に接続されている。フローティング電極（Ｇ層）２９の両端部は、平面視において、隣接する画素のＡｌ電極３２の端部と重なっている。但し、フローティング電極（Ｇ層）２９は、平面視において、隣接する画素のＩＴＯ電極３３とは重ならない。また、信号線４は、平面視において、隣接する画素のＡｌ電極３２とは重ならない構成となっている。これらの構成物が形成されたＴＦＴ基板の上には液晶層（図示せず）を介して対向基板３１が配置されている。

上述のような本実施例の構成に対して、液晶表示装置の１画素当たりの各容量は表１の通りとなった。

画素電極と信号線との間の寄生容量は、信号線−遮光膜間容量と画素電極−遮光膜間容量とが直列接続した合成容量と、画素電極−信号線間寄生容量とを並列接続した合成容量であるから、２６．３ｆＦとなる。なお、画素電極−信号線間寄生容量は、遮光膜を設けない場合に、画素電極と信号線間に形成される寄生容量である。このとき、画素電極と信号線との間の寄生容量と、液晶容量と蓄積容量の合成容量との比は、０．０４４：１となった。即ち、（画素電極と信号線との間の寄生容量）／（液晶容量と蓄積容量の合成容量）は５％以下となった。

この液晶表示装置において、図６（ａ）に示すように、表示領域の中央に表示領域の面積の１／４の大きさの矩形の黒の領域を表示し（以下、黒ウインドウ有という）、背景を中間調で表示した。この状態で、図６（ａ）の符号２０の示す×の点の輝度を輝度計にて測定した。次に、図６（ｂ）に示すように、表示領域全体を中間調で表示し（以下、黒ウインドウ無という）、同様に、図６（ｂ）の符号２０の示す×の点における輝度を測定した。

ここで、縦クロストークの値を（（黒ウインドウ有時の輝度）−（黒ウインドウ無時の輝度））×１００／（黒ウインドウ無時の輝度）と定義すると（単位％）、本実施例における縦クロストークの値は１．２％となった。

この液晶表示装置においては、信号線電極と画素電極との境界部は遮光膜及び反射電極により遮光されているので、対向基板の前記境界部分に相当する箇所にはブラックマトリクスを設ける必要がない。このため、ＴＦＴ基板とカラーフィルタ基板の重ね合せを容易に行うことができる。

次に、本実施例の比較例として、比較例１について説明する。図１１は、従来例の構造を半透過型に適用するために、図１３に示す従来例の構造に層間絶縁膜７及び反射電極８を付加した液晶表示素子の断面図であり、本比較例１の構成に対応する。図１１に示すように、ガラス基板１上には遮光膜２が形成されており、この遮光膜２とガラス基板１を覆うようにゲート絶縁膜３が形成されている。遮光膜２の上には、このゲート絶縁膜３を介して、信号線４が形成されている。遮光膜２は、実施例と同様に、電気的にフローティングな金属膜から形成され、信号線４に沿って形成されている。信号線４とゲート絶縁膜３の上には、層間絶縁膜５が形成されており、この層間絶縁膜５上には、隣接する画素の透明電極６が形成されている。更に、層間絶縁膜５及び透明電極６上には、層間絶縁膜７を介して隣接する画素の反射電極８が形成されている。反射電極８は透明電極６に電気的に接続されている。

図１１に示すように、遮光膜２の幅は信号線４の幅よりも大きい。また、信号線４の幅は、隣接する画素の透明電極６の端部間の距離以下であり、信号線４は、平面視において、透明電極６とは重ならない。同様に、信号線４の幅は、隣接する画素の反射電極８の端部間の距離以下であり、信号線４は、平面視において、反射電極８とは重ならない。遮光膜２の両端部は、平面視において、隣接する画素の透明電極６及び反射電極８の端部と重なっている。

この液晶表示装置の１画素当たりの各容量は表２に示す通りとなった。

画素電極と信号線との間の寄生容量は、信号線−遮光膜間容量と画素電極−遮光膜間容量とが直列接続した合成容量と、画素電極−信号線間寄生容量とを並列接続した合成容量であるから、９３ｆＦとなる。なお、画素電極−信号線間寄生容量は、遮光膜を設けない場合に、画素電極と信号線間に形成される寄生容量である。このとき、画素電極と信号線との間の寄生容量と、液晶容量と蓄積容量の合成容量の比は、０．１５５：１となった。また、実施例における縦クロストークの測定と同様の測定を行った結果、この比較例１における縦クロストークの値は７．８％となった。比較例１においては、透明電極６と遮光膜２が直接、重なっているため、寄生容量が大きくなっている。その結果、縦クロストークの値が大きくなったと考えられる。即ち、実施例のように、透明電極と遮光膜とが直接重ならないほうが、縦クロストークの値を小さくできることがわかった。

次に、比較例２について説明する。図１２は、比較例２における液晶表示素子の画素の断面図である。比較例２においては、前述の実施例から遮光膜２を取り除いた構造となっている。また、図１２に示すように、信号線４の幅は、信号線４に遮光機能を持たせるために、１１μｍと広くした。このため、信号線４の端部をガラス基板１上に射影した部分と反射電極８の端部をガラス基板１上に射影した部分とが、２μｍ重なっている。その他の構成は図２と同様であるため、同一の構成物には同一の符号を付して、詳細な説明は省略する。

この液晶表示装置の１画素当たりの各容量は表３に示す通りとなった。

このとき、画素電極−信号線間寄生容量と、液晶容量と蓄積容量の合成容量の比は０．０８５：１となった。実施例における縦クロストークの測定と同様の測定を行った結果、この比較例２における縦クロストークの値は３．４％となった。比較例２においては、画素電極と信号線とが直接重なっているため、寄生容量が大きくなっている。そのため縦クロストークの値が大きくなっていると考えられる。

次に、実施例２について説明する。実施例２の構成は第２の実施形態の構成と同様であり、図７に示すように、遮光膜２にスリット９が設けられていることを特徴とする。このスリット９の幅は２μｍとした。他の構成は、実施例と同様である。この液晶表示装置の１画素当たりの各容量は表４に示す通りとなった。

画素電極と信号線との間の寄生容量は、信号線−遮光膜間容量と画素電極−遮光膜間容量とが直列接続した合成容量と、画素電極−信号線間寄生容量とを並列接続した合成容量であるから、２１．５ｆＦとなる。なお、画素電極−信号線間寄生容量は、遮光膜を設けない場合に、画素電極と信号線間に形成される寄生容量である。このとき、画素電極と信号線との間の寄生容量と、液晶容量と蓄積容量の合成容量の比は、０．０３５：１となった。実施例における縦クロストークの測定と同様の測定を行った結果、実施例２における縦クロストークの値は、０．５５％となり、縦クロストークは実施例に比べて改善された。このように遮光膜にスリットを入れたことにより、信号線−遮光膜間容量が小さくなったためと考えられる。

図１０に、実施例、実施例２、比較例１、比較例２の効果の比較を示した。縦軸に縦クロストーク（％）、横軸に（画素電極と信号線との間の寄生容量）／（液晶容量と蓄積容量の和）を取っている。本願発明のような構成により、縦クロストークを抑えることが可能となる。

本発明は、半透過型液晶表示装置として、有用である。

Claims (11)

1. マトリクス状に設けられた信号線及び走査線と、この信号線及び走査線により区画された各画素領域に設けられ透明電極及び反射電極からなる画素電極と、各画素電極に夫々接続された薄膜トランジスタと、を少なくとも備える半透過型液晶表示装置であって、透明絶縁基板と、この透明絶縁基板上に形成された第１の金属膜及び走査線と、前記透明基板上に形成され前記第１の金属膜及び走査線を覆う第１の絶縁膜と、前記第１の金属膜の上に前記第１の絶縁膜を介して形成された信号線と、前記第１の絶縁膜上に形成され前記信号線を覆う第２の絶縁膜と、この第２の絶縁膜上に形成された透明電極と、前記第２の絶縁膜上に形成された第２の金属膜と、を有し、前記第１の金属膜は前記透明電極とは平面視で重ならず且つ前記第２の金属膜とは端部において平面視で重なり、前記信号線は前記第２の金属膜及び前記透明電極とは平面視で重ならず且つ前記第１の金属膜とは少なくとのその一部が平面視で重なることを特徴とする半透過型液晶表示装置。
2. 前記第１の金属膜は、遮光性を有すると共に電気的にフローティングな金属膜であることを特徴とする請求項１に記載の半透過型液晶表示装置。
3. 前記第２の金属膜は、遮光性を有する金属膜であることを特徴とする請求項１又２に記載の半透過型液晶表示装置。
4. 前記信号線の幅は、前記第１の金属膜の幅よりも狭いことを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。
5. 前記第１の金属膜は、前記信号線に沿って延設されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。
6. 前記信号線は、前記第１の金属膜により平面視で覆われていることを特徴とする請求項５に記載の半透過型液晶表示装置。
7. 前記第１の金属膜における前記信号線と平面視で重なる部分にはスリットが設けられていることを特徴とする請求項６に記載の半透過型液晶表示装置。
8. 前記第２の金属膜は、前記透明電極に接続された前記反射電極であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。
9. 前記第２の金属膜は、前記透明電極の周囲に沿って形成された前記反射電極の枠部であることを特徴とする請求項８に記載の半透過型液晶表示装置。
10. 前記反射電極の下の前記第１の絶縁膜上には、蓄積容量を形成する蓄積容量電極が形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。
11. （信号線と画素電極との間の寄生容量）／（液晶容量＋蓄積容量）は、０．０５以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の半透過型液晶表示装置。

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