JP2004093781A

JP2004093781A - 液晶表示装置

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Publication number: JP2004093781A
Application number: JP2002253492A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ito; 伊藤　友幸
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-08-30
Filing date: 2002-08-30
Publication date: 2004-03-25
Anticipated expiration: 2022-08-30
Also published as: JP4178883B2

Abstract

【課題】アレイ基板上に色材層が形成されたアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、反射表示と透過表示のいずれにおいても高品位のカラー表示が得られ、かつ明るい表示が得られる半透過反射型のカラー液晶表示装置を提供する。
【解決手段】本発明の液晶表示装置は、１つの画素領域内に反射表示領域３３と透過表示領域３４とが形成されており、前記反射領域３３に反射層３５が形成され、前記透過表示領域３４を含む平面領域に色材層４２が形成され、
前記画素領域内の画素電極２３と、該画素電極２３を駆動するためのＴＦＴ素子とが、両者間の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホール４０，４１を介して電気的に接続されており、前記コンタクトホール４１が、前記色材層４２より外側の画素領域内に配置されている。
【選択図】　　　　図３

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半透過反射型のカラー液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
半透過反射型の液晶表示装置としては、１つの画素領域内に部分的に反射層を形成することで反射表示領域を形成し、残部の光透過領域を透過表示領域としたものが知られている。この種の液晶表示装置においては、液晶表示装置を構成する２枚の基板のいずれかにカラーフィルタ（色材層）を設けることでカラー表示を行うようになっている。
また、アクティブマトリクス型の液晶装置をカラー表示可能にする技術として、前記液晶装置を構成する２枚の基板のうち、トランジスタ素子が形成されたアレイ基板上に色材層を形成する技術が知られており、特許２８５３６５６号公報や特開平９−３１１３４７号公報等において開示されている。この種のアクティブマトリクス型液晶装置は、アレイ基板側にカラーフィルタを形成し、対向基板側にはベタ状の対向電極や配向膜のみを形成することで、アレイ基板と対向基板とのアライメントずれを考慮せずに前記両基板の貼り合わせを行うことができるという利点を有している。また、反射型の液晶装置にこの技術を適用した場合には、反射表示時の色ずれを容易に防止することができるという利点がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上述の半透過反射型の液晶表示装置では、反射表示と透過表示のいずれにおいても高品位のカラー表示を得るために、反射表示用の色材層と、透過表示用の色材層をそれぞれの表示領域に形成することが成されている。この構成の液晶表示装置においてアレイ基板上に色材層を形成する場合には、２種類の色材層を画素領域内に形成するために高度な加工精度が要求され、液晶表示装置の精細度が高くなると表示領域の面積も減少するため、さらに製造が困難なものとなる。
また、アレイ基板上に色材層を形成するには、トランジスタ素子や保持容量、データ線や走査線等を形成した後、表示領域に色材層を形成し、その色材層上に画素電極を形成する。この場合、画素電極とトランジスタ素子との電気的導通をとるために前記色材層を貫通するコンタクトホールを設ける必要がある。ところが、この色材層は通常２〜３μｍ程度の厚さに形成されるため、この色材層を貫通するコンタクトホールの孔径を微細化するのは困難であり、その結果画素領域に対するコンタクトホールの面積率が高くなり、相対的に表示領域が狭くなる。
特に液晶表示装置の精細度を高くした場合には、前記コンタクトホールに起因する開口率の低下が著しく、色材層をアレイ基板上に設けるメリットが相殺されるという問題点があった。
【０００４】
本発明は、上記課題を解決するために成されたものであって、アレイ基板上に色材層が形成されたアクティブマトリクス型液晶表示装置であって、反射表示と透過表示のいずれにおいても高品位のカラー表示が得られ、かつ明るい表示が得られる半透過反射型のカラー液晶表示装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る液晶表示装置は、上記課題を解決するために、互いに対向して配置されたアレイ基板及び対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層と、前記アレイ基板上に形成された画素電極と、該画素電極を駆動するためのスイッチング素子とを備え、１つの画素領域内に反射表示領域と透過表示領域とが形成され、前記反射表示領域に反射層を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、前記アレイ基板内面側の透過表示領域と、前記反射表示領域の一部とを含む平面領域に色材層が形成され、前記画素領域内の前記画素電極と、前記スイッチング素子とが、両者間の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されており、前記コンタクトホールが、前記色材層より外側の前記画素領域内に配置されていることを特徴としている。
上記構成によれば、前記アレイ基板内面側の透過表示領域と、前記反射表示領域の一部とを含む平面領域に色材層が形成されていることで、各表示領域における色材層の形成面積を変えることにより反射表示と透過表示の色度を適切に調整することができるので、反射表示、透過表示の両方で高品位のカラー表示を得ることができる。また、前記構成により画素領域の全体に渡り色材層を形成する必要が無いため、アレイ基板において色材層より外側の領域にコンタクトホールを形成することができ、アレイ基板上の色材層を貫通して設けたコンタクトホールに比して大幅にコンタクトホールを小径化することが可能になる。これにより、液晶表示装置の開口率を向上させ、明るい表示を得ることができる。
【０００６】
また、互いに対向して配置されたアレイ基板及び対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層と、前記アレイ基板上に形成された画素電極と、該画素電極を駆動するためのスイッチング素子とを備え、１つの画素領域内に反射表示領域と透過表示領域とが形成され、前記反射表示領域に反射層を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、前記アレイ基板内面側の透過表示領域を含む平面領域に第１の色材層が形成され、前記対向基板の反射表示領域を含む平面領域に第２の色材層が形成されており、前記画素領域内の前記画素電極と、前記スイッチング素子とが、両者間の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されており、前記コンタクトホールが、前記第１の色材層より外側の前記画素領域内に配置されていることを特徴とする構成も適用できる。
上記の構成は、反射表示の色度と透過表示の色度を調整するために、アレイ基板と対向基板のそれぞれに色材層を設け、アレイ基板の第１の色材層は透過表示領域を含むように形成し、対向基板の第２の色材層は反射表示領域を含むように形成している。この構成により、アレイ基板において色材層が形成されていない領域を確保し、その領域にコンタクトホールを形成することで、先の構成の液晶表示装置と同様に開口率の向上効果を得るものである。
【０００７】
また、上記構成の液晶表示装置では、前記第２の色材層が、前記対向基板の反射表示領域と透過表示領域を含む平面領域に形成された構成とすることができる。
上記構成によれば、前記第１の色材層と第２の色材層とが平面的に重なる領域と、第１の色材層のみが設けられた平面領域とで異なる色度の表示が可能な液晶表示装置が得られる。そして、前記第１の色材層と第２の色材層とが平面的に重なる領域が透過表示用の色材層として機能し、前記第２の色材層のみが設けられた平面領域が反射表示用の色材層として機能する液晶表示装置を構成することができる。このような構成とすることで、前記第２の色材層の縁端部が、前記異なる色度の領域同士の境界と一致するため、色度の異なる領域同士での突き合わせを考慮することなく色材層を形成することができるので、液晶表示装置の製造容易性を向上させることができる。
【０００８】
次に、本発明に係る液晶表示装置においては、前記コンタクトホールが、前記透過表示領域と反対側の反射層外側の領域に配置されている構成とすることもできる。
あるいは、本発明に係る液晶表示装置は、前記コンタクトホールが、前記反射層に設けられた開口部の内側に形成されている構成とすることもできる。
上記各構成によれば、前記反射層の下側に画素電極の保持容量やスイッチング素子を配置した場合に、これらと画素電極との電気的接続を容易に行うことができる。
【０００９】
次に、本発明に係る液晶表示装置は、前記スイッチング素子と画素電極とが、２層以上の層間絶縁膜を隔てて形成され、前記スイッチング素子と画素電極との間の層に１又は複数の中継層が形成されており、前記スイッチング素子と画素電極とが、両者間の前記各中継層を経由するように形成されたコンタクトホールを順次介して電気的に接続されている構成とすることもできる。
上記構成によれば、画素電極とスイッチング素子とを隔てる複数の層間絶縁膜を一括に貫通するコンタクトホールを設ける場合に比して、画素電極側におけるコンタクトホール開口部の孔径を小さくすることができ、開口率を向上させることができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態であるアクティブマトリクス型の液晶表示装置を構成するマトリクス状に形成された複数の画素における配線構造を示す回路構成図であり、図２は、図１に示す１画素領域１０の平面構成図であり、図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う部分断面構造図である。本実施形態の液晶表示装置は、図２及び図３に示すように、１つの画素領域内に反射表示領域３３と透過表示領域３４とを有し、前記表示領域３３，３４の間に傾斜領域１８を有する液晶パネル１と、その背面側に配設されたバックライト（照明装置）２とを備えた半透過反射型の液晶表示装置である。
【００１１】
図１に示すように、本実施形態の液晶表示装置は、複数の走査線１１と、走査線１１に対して交差する方向に延びる複数のデータ線１２と、各走査線１１と並列に延びる容量線１３とがそれぞれ配線された構成を有しており、走査線１１とデータ線１２との各交点付近に、画素領域１０が設けられている。画素領域１０の各々には、画素電極２３と、画素スイッチング素子としてのＴＦＴ素子２２とが形成されており、画像信号が供給されるデータ線１２がＴＦＴ素子２２のソース領域に電気的に接続されている。ＴＦＴ素子２２のゲート電極には、走査線１１が電気的に接続されている。また、画素電極２３はＴＦＴ素子２２のドレインに電気的に接続されており、走査線１１から供給される走査信号によりＴＦＴ素子２２をスイッチングすることで、データ線１２から供給される画像信号を所定のタイミングで画素電極２３に書き込み、液晶層を挟持して対向する電極との間で画像信号を保持するようになっている。また、前記画素電極２３に書き込まれた画像信号のリークを防止するために、上記画素電極２３と並列に保持容量１７が付加されており、保持容量１７を構成する一方の電極は容量線１３に電気的に接続されている。
【００１２】
次に、図２及び図３を参照して図１に示す画素領域１０の詳細な構成について説明する。
図２に示すように、画素領域１０には、平面視矩形状の透光性の画素電極２３と、この画素電極２３の一部領域に平面的に重なるように矩形状の反射層３５が形成されている。この反射層３５が形成された領域が反射表示領域３３とされており、この反射表示領域３３の図示上側の透過表示領域３４は、画素電極２３が形成された領域のうち光を透過する領域とされている。また、透過表示領域３４と反射表示領域３３の一部を覆うようにカラーフィルタ（色材層）４２が設けられている。反射層３５の下層には、容量線１３を構成する矩形状の電極部２６が形成され、この電極部２６の下層に形成された矩形状の容量電極２７と互いに対向して配置され、保持容量１７を構成している。また、平面視において電極部２６は反射層３５よりも透過表示領域３４側に一部突出されており、容量電極２７は前記電極部２６よりもさらに透過表示領域３４側に一部突出されている。そして、平面視において、これら反射表示領域３３と、透過表示領域３４との間の領域が後述する傾斜領域１８と対応する。
【００１３】
画素領域１０において、前記画素電極２３の縦横の境界に沿ってデータ線１２及び走査線１１が設けられており、データ線１２と走査線１１との交差部近傍に、ＴＦＴ素子２２が形成されている。ＴＦＴ素子２２は、半導体層の一部である平面視略Ｕ形のＴＦＴ形成部２４に形成されており、このＴＦＴ形成部２４のＵ形の一方の先端には矩形状の容量電極２７が延設されて前記ＴＦＴ形成部２４とともに半導体層を構成している。
本実施形態に係るＴＦＴ素子２２は、略Ｕ形のＴＦＴ形成部２４と走査線１１とが平面視において交差する２箇所にチャネル領域２２ａ、２２ｂが形成されたダブルゲート型のＴＦＴ素子とされている。ＴＦＴ形成部２４のデータ線１２に沿う一方の腕部の先端にコンタクトホール２５が形成され、このコンタクトホール２５を介してデータ線１２とＴＦＴ素子２２のソース側とが電気的に接続されている。前記コンタクトホール２５と反対側のＴＦＴ形成部２４の腕部先端側がＴＦＴ素子２２のドレイン側とされている。また、容量電極２７の図示下端中央部に、コンタクトホール４０が形成されており、このコンタクトホール４０を介して反射層３５と容量電極２７との間の層に形成された中継層３７に容量電極２７が電気的に接続されている。前記中継層３７には、コンタクトホール４１を介して画素電極２３が電気的に接続されており、コンタクトホール４０，４１及び中継層３７を介してＴＦＴ素子２２のドレインと画素電極２３とが電気的に接続されている。また、前記コンタクトホール４０，４１を含む中継層３７の平面領域は、反射層３５に設けられた矩形状の開口部３５ａの平面領域と重なるように形成されている。
【００１４】
一方、図３に示す断面構成図において、本実施形態の液晶表示装置は、互いに対向して配置されたアレイ基板２０と、対向基板３０と、これらの基板２０，３０に挟持された液晶層５０とから概略構成された液晶パネル１と、この液晶パネル１の下基板２０の外面側に配設されたバックライト２とを備えて構成されている。アレイ基板２０は、ガラスやプラスチック、樹脂フィルムなどからなる透明基板２０Ａを有している。
前記基板２０Ａの内面側（液晶層５０側）に、容量電極２７と、容量電極２７を覆う第１層間絶縁膜４５と、電極部２６（及び走査線１１）と、電極部２６を覆う第２層間絶縁膜４６と、中継層３７と、中継層３７を覆う第３層間絶縁膜４７と、反射層３５及びカラーフィルタ４２と、前記反射層３５及びカラーフィルタ４２とを覆う画素電極２３と、が形成されている。
【００１５】
前記容量電極２７と電極部２６とは液晶パネル垂直方向で互いに対向するように配置されており、第１層間絶縁膜４５を絶縁層とする保持容量１７を形成している。中継層３７は、第１層間絶縁膜４５及び第２層間絶縁膜４６を貫通して形成されたコンタクトホール４０を介して容量電極２７に電気的に接続されており、この中継層３７は、第３層間絶縁膜４７を貫通して形成されたコンタクトホール４１を介して画素電極２３と電気的に接続されている。
【００１６】
反射層３５は、電極部２６上方の第３層間絶縁膜４７上に形成されており、この反射層３５と同層に隣接してカラーフィルタ４２が形成され、その側方部４２ａが反射層３５の一部に平面的に重なっている。画素電極２３は、これら反射層３５及びカラーフィルタ４２を覆って形成されている。反射層３５が形成された領域の第３層間絶縁膜４７表面には、微細な凹部３２が複数形成されており、反射層３５による反射光を散乱させるようになっている。また、基板２０Ａの外面側には、偏光板２１が設けられている。
【００１７】
対向基板３０は、ガラスやプラスチック、樹脂フィルムなどからなる透明基板３０Ａを有しており、基板３０Ａの内面側（液晶層５０側）には、画素領域１０内で部分的に樹脂層３６が設けられており、この樹脂層３６を覆うようにＩＴＯ等の透明導電材料からなる対向電極３８が設けられている。基板３０Ａの外面側には、偏光板３９が設けられている。
前記樹脂層３６は、画素領域１０の反射表示領域３３に対応する位置に形成されており、この樹脂層３６により反射表示領域３３の液晶層厚ｄｒと、透過表示領域３４の液晶層厚ｄｔとを調整することで前記両表示領域における光路長を調整し、反射表示と透過表示のいずれにおいても高輝度の表示を可能にしている。
また樹脂層３６は、その縁端部に、基板３０Ａに対して傾斜した傾斜部３６ａを有しており、本実施形態の液晶表示装置では、傾斜部３６ａは反射層３５の平面領域から外側に配置されている。そして、傾斜部３６ａのうち、反射表示領域３３と透過表示領域３４との間に位置される部分の平面領域を傾斜領域１８としている。尚、図示は省略したが、画素電極２３及び対向電極３８上には、これらの電極を覆って配向膜が設けられている。
【００１８】
図３に示すように、本実施形態の液晶表示装置では、前記傾斜領域１８まで容量電極２７及び電極部２６が延びて形成されており、容量電極２７の縁端が、傾斜領域１８と透過表示領域３４との境界と平面視略同一位置となるように配置されている。この構成により、傾斜部３６ａにより液晶層厚が不均一になる傾斜領域１８を、容量電極２７（及び電極部２６）が遮光するため、傾斜領域１８の表示不良によるコントラストの低下を効果的に防止することができ、また前記容量電極２７による遮光領域を必要最低限の領域に留めているため、必要以上に開口率を低下させることがない。
【００１９】
上記構成の本実施形態の液晶表示装置は、明るい屋外等の外光を利用できる環境では反射表示領域３３の反射層３５により外光を反射させて反射表示を行い、外光の利用が困難な環境では、バックライト２から出射される光を透過させて透過表示を行うようになっている。
本実施形態の液晶表示装置では、図３に示すように、透過表示領域３４側から反射表示領域３３の一部まで延在するようにカラーフィルタ４２が設けられており、画素電極２３とＴＦＴ素子２２とを電気的に接続するためのコンタクトホール４０，４１は、カラーフィルタ４２が存在しない領域に設けられている。このような構成としたことで、層間絶縁膜４５〜４７の膜厚（０．５〜０．８μｍ程度）に比して厚く形成されたカラーフィルタ４２（１〜２μｍ程度）にコンタクトホールを設けずに、ＴＦＴ素子２２と画素電極２３との導通をとることができる。また、膜厚の薄い層間絶縁膜にコンタクトホールを形成することで、コンタクトホールの孔径をより小さくすることが可能になり、画素領域１０内における表示領域の割合を増加させ、明るい表示が得られるようになっている。
さらに、本実施形態の液晶表示装置では、画素電極２３とＴＦＴ素子２２との間に中継層３７を設け、２つのコンタクトホール４０，４１を順次介して電気的接続を行っているため、層間絶縁膜４５〜４７を貫通するコンタクトホールを設ける場合に比して、最上層のコンタクトホール４１の孔径を小さくすることができ、この構成も開口率の向上に寄与している。
【００２０】
上記実施の形態では、反射層３５に開口部３５ａを設け、その内側の領域にコンタクトホール４１が形成された構成について説明したが、画素電極２３と中継層３７（ＴＦＴ素子２２）を電気的に接続するためのコンタクトホール４１は、カラーフィルタ４２より外側の画素領域内であれば任意の位置に設けることができ、例えば図２に示す反射層３５の図示左下又は図示右下の頂部に切欠部を形成し、その切欠部の内側の領域にコンタクトホール４１を形成しても良い。
【００２１】
本実施形態の液晶表示装置は、アレイ基板２０の透過表示領域３４と反射表示領域３３の一部とを含む領域にカラーフィルタ４２が設けられていることで、透過表示領域３４においては、カラーフィルタ４２のうち当該領域に含まれる部分を利用してカラー表示を行い、反射表示領域３３においては、反射層３５上に形成されたカラーフィルタ４２の側方部４２ａを用いてカラー表示を行うようになっている。すなわち、反射表示と透過表示の色度の差異を、カラーフィルタを透過する面積により調整している。
従って、反射表示の色度と透過表示の色度との相対関係を、反射層３５と重なるカラーフィルタ４２の側方部４２ａの面積により調整することができる。また、反射表示領域３３と透過表示領域３４とでカラーフィルタ４２は共有されているため、反射表示と透過表示の色度を調整するために別々のカラーフィルタを各表示領域に設ける場合のようにカラーフィルタの位置精度が大幅に緩和されるため、製造の容易性が大幅に向上する。従って、本実施形態の構成は、特に画素領域１０がより微細な高精細の液晶表示装置に好適な構成である。
【００２２】
また、各表示領域のそれぞれにカラーフィルタを設ける場合には、反射表示領域のカラーフィルタと透過表示領域のカラーフィルタとの境界部に隙間が生じたり、あるいはカラーフィルタ同士の重なりにより液晶層厚が不均一になるといった問題が生じるおそれがあるが、本実施形態では、前記両表示領域３３，３４に跨ってカラーフィルタ４２が形成されているため、上記のような不具合が生じることがなく、表示領域３３，３４の境界における表示不良部の面積を極力小さくして開口率を高くすることができる。
【００２３】
また、上記実施の形態では、反射表示領域３３の液晶層厚ｄｒと、透過表示領域３４の液晶層厚ｄｔとを異ならせるために対向基板３０の内面側に部分的に樹脂層３６を設けた構成としたが、この液晶層厚を調整する構造は、アレイ基板２０側に設けられていても良い。図４は、アレイ基板２０の第３層間絶縁膜４７に各表示領域３３，３４の液晶層厚を調整するための構造が備えられた液晶表示装置の形態を示す断面構成図である。図４に断面構造を示す液晶表示装置は、平面視においては図２に示す上記実施の形態の液晶表示装置と同一の構成を備えており、図２及び図３に示す符号と同一の符号が付された構成要素は、図２及び図３と同一の構成要素である。
【００２４】
図４に示す液晶表示装置では、アレイ基板２０の第３層間絶縁膜の反射表示領域３３を含む部分が、透過表示領域３４よりも液晶層５０側に突出して形成されており、反射表示領域３３と透過表示領域３４との間に、基板２０Ａに対して傾斜している傾斜部４７ａを有している。そして、第３層間絶縁膜４７の前記突出部分に反射層３５が形成され、透過表示領域３４側から反射層３５の一部を覆うようにカラーフィルタ４２が形成されており、これら反射層３５とカラーフィルタ４２とを覆って画素電極２３が形成されている。また、対向基板３０の基板３０Ａ内面には、ベタ状の対向電極３８が形成されている。
【００２５】
上記形態の液晶表示装置によれば、上記第１の実施形態の液晶表示装置と同様の効果に加え、アレイ基板２０と対向基板３０との貼り合わせに際して個々の画素領域１０におけるアライメント調整が不要であるという利点が得られる。
【００２６】
（第２の実施形態）
次に、図５及び図６を参照して本発明の第２の実施形態について説明する。図５は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置における１画素領域を示す平面構成図であり、図６は、図５に示すＢ−Ｂ線に沿う部分断面構成図である。これらの図に示す本実施形態の液晶表示装置と、図１ないし図３に示す液晶表示装置との異なる点は、対向基板３０に第２のカラーフィルタ（第２の色材層）を備え、アレイ基板２０側のカラーフィルタ（第１の色材層）４２が反射層３５と重ならないように形成されている点にある。従って、以下では、これらのカラーフィルタの構成についてのみ詳細に説明することとし、上記第１の実施形態と重複する説明については省略する。また、図５及び図６において、図１ないし図３に示すものと同一の符号は、同一の構成要素を示している。
【００２７】
図５及び図６に示す本実施形態の液晶表示装置において、対向基板３０の基板３０Ａ内面には、第２のカラーフィルタ（第２の色材層）４８が形成され、この第２のカラーフィルタ４８上に部分的に樹脂層３６が形成され、前記第２のカラーフィルタ４８及び樹脂層３６を覆うように対向電極３８が形成されている。上記第２のカラーフィルタ４８は、透過表示領域３４と傾斜領域１８と反射表示領域３３とに跨って形成されている。
また、アレイ基板２０においては、カラーフィルタ（第１の色材層）４２が透過表示領域３４から反射層３５の透過表示領域側の縁端まで延びて形成されている。すなわち、カラーフィルタ４２は、透過表示領域３４と傾斜領域１８とに対応するアレイ基板２０上の平面領域に形成されている。
【００２８】
上記構成を備えた本実施形態の液晶表示装置においても、コンタクトホール４１は、アレイ基板２０側のカラーフィルタ４２が形成された領域の外側に形成されており、上記第１の実施形態と同様に、コンタクトホール４１の孔径を容易に微細化できることによる開口率の向上により、明るい表示を得ることができる。
本実施形態の液晶表示装置は、反射表示領域３３においては、第２のカラーフィルタ４８を用いたカラー表示を行い、透過表示領域においては、対向基板３０の第２のカラーフィルタ４８とアレイ基板２０のカラーフィルタ４２の両方を用いたカラー表示を行うようになっている。このような構成とすることで、反射表示と透過表示との色度が適切に調整されるとともに、第２のカラーフィルタ４８とカラーフィルタ４２との平面的な境界が、カラーフィルタ４２の縁端部と一致するため、反射表示用のカラーフィルタと透過表示用のカラーフィルタを同一基板に形成する場合に比して、カラーフィルタの加工精度が緩和され、製造の容易性が向上する。
【００２９】
また、アレイ基板２０側のカラーフィルタ４２は、傾斜領域１８と平面的に重なる位置まで延在しており、傾斜領域１８において第２のカラーフィルタ４８とカラーフィルタ４２とが平面的に重なって配置されているので、液晶層５０の厚さが連続的に変化しているために表示領域として不適な傾斜領域１８において、光が比較的透過し難くくなり、この傾斜領域１８を覆うためのブラックマスクを設けなくとも表示のコントラストが低下するのを極力抑えることができ、開口率の向上による表示輝度の向上効果を得ることができる。
【００３０】
尚、上記実施の形態では、カラーフィルタ４２の反射表示領域３３側の縁端と、反射層３５の縁端とが突き合わされて形成され、両者の境界が傾斜部３６ａの反射表示領域３３の縁端と平面視略同一位置とされた場合について説明したが、このカラーフィルタ４２の縁端は、少なくとも傾斜領域１８から外側（反射表示領域３３）側に形成されていれば良く、図３に示す液晶表示装置のようにカラーフィルタ４２の側方部４２ａが、反射層３５の一部と重なる構成としてもよい。
このような構成であっても、反射表示の色度に若干の影響はあるものの、透過表示の色度には影響が無く、また開口率を低下させることもないので、高コントラストで明るい、高品位の表示を得ることができる。
【００３１】
また、図６には、対向基板３０側に樹脂層３６を設け、反射表示領域３３の液晶層厚ｄｒと透過表示領域３４の液晶層厚ｄｔとを調整する構成を図示しているが、図４に示すように第３層間絶縁膜４７の反射表示領域３３に対応する領域を液晶層５０側へ突出させて形成し、前記液晶層厚ｄｒ、ｄｔを調整した構成も適用できるのは勿論である。
【００３２】
（第３の実施形態）
次に、図７及び図８を参照して本発明の第３の実施形態について説明する。図７は、本発明の第２の実施形態の液晶表示装置における１画素領域を示す平面構成図であり、図８は、図７に示すＣ−Ｃ線に沿う部分断面構成図である。これらの図に示す本実施形態の液晶表示装置と、図５及び図６に示す液晶表示装置との異なる点は、対向基板３０に設けられた第２のカラーフィルタ（第２の色材層）の構成のみである。従って、以下では、このカラーフィルタの構成についてのみ詳細に説明することとし、上記第１，第２の実施形態と重複する説明については省略する。また、図７及び図８において、図１ないし図６に示すものと同一の符号は、同一の構成要素を示している。
【００３３】
本実施形態の液晶表示装置では、図７及び図８に示すように、反射表示領域３３に対応する領域の基板３０Ａ内面に第２のカラーフィルタ（第２の色材層）４９が設けられており、このカラーフィルタ４９上の略同一平面領域に樹脂層３６が形成されている。また、樹脂層３６を覆って対向電極３８が形成されている。
第２のカラーフィルタ４９の縁端部と樹脂層３６の縁端部とは、平面視略同一位置とされ、前記樹脂層３６の周縁部に形成された傾斜部３６ａは、上記第１の実施形態の液晶表示装置と同様に反射層３５の平面領域から外側に配置されている。すなわち、アレイ基板２０側の第１のカラーフィルタ（第１の色材層）４２の反射表示領域３３側の縁端と、反射層３５の透過表示領域３４側の縁端とが突き合わされて形成されているので、反射表示領域３３、透過表示領域３４間の傾斜部３６ａの傾斜領域１８において、第２のカラーフィルタ４９とアレイ基板２０側のカラーフィルタ４２とが平面的に重なるように配置されている。
【００３４】
上記構成の本実施形態の液晶表示装置では、図７及び図８に示すように、第２のカラーフィルタ４９とカラーフィルタ４２とが、傾斜領域１８のみで平面的に重なるようになっているため、反射表示では第２のカラーフィルタ４９を介してカラー表示を行い、透過表示では第１のカラーフィルタ４２を介してカラー表示を行うようになっている。このような構成とすることで、透過表示と反射表示の色度を独立かつ任意に設定することが可能になり、色度調整の自由度が向上する。
また、傾斜領域１８においては、第２のカラーフィルタ４９と第１のカラーフィルタ４２とが平面的に重なっているので、液晶層５０の厚さが変化しているために表示領域として不適な傾斜領域１８において、光が比較的透過し難くくなり、この傾斜領域１８を覆うためのブラックマスクを設けなくとも表示のコントラストが低下するのを極力抑えることができ、開口率の向上による表示輝度の向上効果を得ることができる。
【００３５】
尚、本実施形態に係る液晶表示装置では、第２のカラーフィルタ４９の透過表示領域３４側の縁端が、樹脂層３６の透過表示領域側の縁端と平面視略同一位置とされ、第１のカラーフィルタ４２の反射表示領域３３側の縁端と反射層３５の透過表示領域３４側の縁端とが平面視略同一位置とした場合について図示して説明したが、前記第２のカラーフィルタ４９の透過表示領域側の縁端は、少なくとも樹脂層３６の透過表示領域側の縁端から外側に配置されていれば良く、第１のカラーフィルタ４２の反射表示領域３３側の縁端は、少なくとも傾斜領域１８の反射表示領域３３側の縁端から外側（反射表示領域側）に配置されていればよい。すなわち、第２のカラーフィルタ４９と第１のカラーフィルタ４２とが平面的に重なる領域が、傾斜部３６ａの平面領域である傾斜領域１８を含んでいれば、表示の色度に若干の影響はあるものの、開口率を低下させることなく傾斜領域１８が視認され難くすることができる。
また、本実施形態の液晶表示装置においても、第２のカラーフィルタ４９と第１のカラーフィルタ４２とが別々の基板に設けられていることで、前記両カラーフィルタ４９，４２の平面的重なりが液晶層５０の厚さに影響しないという利点を有している。
【００３６】
また、図８には、対向基板３０側に樹脂層３６を設け、反射表示領域３３の液晶層厚ｄｒと透過表示領域３４の液晶層厚ｄｔとを調整する構成を図示しているが、図４に示すように第３層間絶縁膜４７の反射表示領域３３に対応する領域を液晶層５０側へ突出させて形成し、前記液晶層厚ｄｒ、ｄｔを調整した構成も適用できるのは勿論である。その場合には、対向基板３０は、基板３０Ａ内面の反射表示領域３３に対応する領域に第２のカラーフィルタ４９が形成され、この第２のカラーフィルタ４９を覆うように対向電極３８が形成された構成となる。
【００３７】
（電子機器）
図９は、本発明に係る液晶表示装置を表示部に備えた電子機器の一例である携帯電話の斜視構成図であり、この携帯電話１３００は、本発明の液晶表示装置を小サイズの表示部１３０１として備え、複数の操作ボタン１３０２、受話口１３０３、及び送話口１３０４を備えて構成されている。
上記実施の形態の液晶表示装置は、上記携帯電話に限らず、電子ブック、パーソナルコンピュータ、ディジタルスチルカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型あるいはモニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器等々の画像表示手段として好適に用いることができ、いずれの電子機器においても、高品位のカラー表示を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の第１の実施形態の液晶表示装置の配線構造を示す回路構成図である。
【図２】図２は、図１に示す１画素領域１０の平面構成図である。
【図３】図３は、図２に示すＡ−Ａ線に沿う部分断面構造図である。
【図４】図４は、第１の実施形態における他の断面構成を示す図である。
【図５】図５は、本発明の第２の実施形態における１画素領域を示す平面構成図である。
【図６】図６は、図５に示すＢ−Ｂ線に沿う部分断面構成図である。
【図７】図７は、本発明の第３の実施形態における１画素領域を示す平面構成図である。
【図８】図８は、図７に示すＣ−Ｃ線に沿う部分断面構成図である。
【図９】図９は、本発明に係る液晶表示装置を備えた電子機器の一例を示す斜視構成図である。
【符号の説明】
１０　画素領域、２０Ａ　基板、３０Ａ　基板、４２　（第１の）カラーフィルタ（（第１の）色材層）、４８，４９　第２のカラーフィルタ（第２の色材層）、３５　反射層、３３　反射表示領域、３４　透過表示領域、４０，４１　コンタクトホール

Claims

互いに対向して配置されたアレイ基板及び対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層と、前記アレイ基板上に形成された画素電極と、該画素電極を駆動するためのスイッチング素子とを備え、１つの画素領域内に反射表示領域と透過表示領域とが形成され、前記反射表示領域に反射層を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、
前記アレイ基板内面側の透過表示領域と、前記反射表示領域の一部とを含む平面領域に色材層が形成され、
前記画素領域内の前記画素電極と、前記スイッチング素子とが、両者間の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されており、
前記コンタクトホールが、前記色材層より外側の前記画素領域内に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
互いに対向して配置されたアレイ基板及び対向基板と、前記両基板間に挟持された液晶層と、前記アレイ基板上に形成された画素電極と、該画素電極を駆動するためのスイッチング素子とを備え、１つの画素領域内に反射表示領域と透過表示領域とが形成され、前記反射表示領域に反射層を備えた半透過反射型の液晶表示装置であって、
前記アレイ基板内面側の透過表示領域を含む平面領域に第１の色材層が形成され、前記対向基板の反射表示領域を含む平面領域に第２の色材層が形成されており、
前記画素領域内の前記画素電極と、前記スイッチング素子とが、両者間の層間絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して電気的に接続されており、
前記コンタクトホールが、前記第１の色材層より外側の前記画素領域内に配置されていることを特徴とする液晶表示装置。
前記第２の色材層が、前記対向基板の反射表示領域と透過表示領域を含む平面領域に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の液晶表示装置。
前記コンタクトホールが、前記透過表示領域と反対側の反射層外側の領域に配置されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。
前記コンタクトホールが、前記反射層に設けられた開口部の内側に形成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の液晶表示装置。