JP4113366B2 - 液晶表示装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらにバックライトを使用しない反射型液晶表示装置の技術も開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。
【０００３】
反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の内面に対し凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型があるが、バックライトを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。
【０００４】
また、光反射層に代えて、半透過膜を形成し、バックライトを設け、反射モードや透過モードに使い分ける半透過型液晶表示装置も開発されている。
【０００５】
この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いたり、あるいはバックライトを内部照明として装着して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ持たせるために、半透過膜を使用している（特開平８−２９２４１３号参照）。さらにアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置に同様な目的で半透過膜を使用することが提案されている（特開平７−３１８９２９号参照）。
【０００６】
また、光透過用ホールを設けた反射膜により、光透過用ホールから光の一部を透過させ、反射膜にて光の一部を反射させることにより半透過型液晶表示装置を実現する構成も提案されている（特許第２８７８２３１号および特開２０００-１９５６３号参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハーフミラーの半透過膜を使用すると、光の内部吸収が大きいため、反射光と透過光の光利用効率が低いという問題がある。
【０００８】
また、特開２０００-１９５６３号に示すように、光透過用ホールを設けた反射膜によれば、液晶表示装置のスイッチング素子として通常用いられている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたことで、ゲート側やソース信号と画素電極とを絶縁するため、隙間を設ける必要がある。
【０００９】
そして、このような構成によれば、特開平１１-１０１９９２号や特開２００１-３３７５４号に示す如く、ゲート配線またはソース配線上に絶縁膜を介して画素電極を形成する構造に比べ、開口率を上げることが困難であった。
【００１０】
また、特開２０００-１９５６３号において、ゲート配線と反射率の高い層を同一材料にて形成することが提案されているが、このような条件を満たし、なおかつ信頼性を含めて安定な材料がどのようなものかは明記されていない。
【００１１】
【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、透明基板と、該透明基板上に形成される複数のゲート配線と、該複数のゲート配線上に積層形成される絶縁膜と、該絶縁膜上に積層形成される下層画素電極および複数のソース配線と、前記下層画素電極および前記ソース配線上に積層形成される保護膜と、前記保護膜上に積層形成される上層画素電極とを有する第１基体と、透明基板と、該透明基板上に形成される対向電極とを有する第２基体と、前記第１基体と前記第２基体との間に介在する液晶と、を備え、前記上層画素電極は、平面視において前記ソース配線と前記ゲート配線に囲まれた部分に形成され、且つ、平面視において前記下層画素電極より前記ソース配線および前記ゲート配線の少なくとも一方側に延在している部位を有しており、前記上層画素電極と前記下層画素電極とは電気的に接続されており、前記下層画素電極は、その一部が前記ゲート配線上に位置していることを特徴としている。
【００１３】
本液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料は、前記ソース配線の構成材料と同一であるのが好ましい。
【００１４】
また、本構成の液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料はＡｌまたはＡｌ合金であるのがより好ましい。
【００１５】
更に、本構成の液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料はＡｌＮｄであり、そのＮｄ成分の含有比率は２％以上５％以下であるのがより一層好ましい。
【００１６】
本液晶表示装置において前記上層画素電極および前記下層画素電極は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなるのが好ましい。
【００１８】
本液晶表示装置において前記上層画素電極はＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなり、前記下層画素電極はＩＴＯからなるのが好ましい。
【００２１】
本構成の液晶表示装置において前記上層画素電極は光透過孔を有するのが好ましい。
【００２２】
本構成の液晶表示装置において前記光透過孔の開口面積は、前記上層画素電極の２０％以上７０％以下であるのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
参考例１について図面に基づき、以下に説明する。図１は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の要部平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ'断面図、図３は図１のＢ−Ｂ'断面図、図４は図１のＣ−Ｃ'断面図である。
【００２４】
本例において、１はゲート配線、２はソース配線、３は上層画素電極、４は下層画素電極、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１３は対向電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。
【００２５】
透明基板１５上には、複数のゲート配線１と複数のソース配線２が直交するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には薄膜トランジスタ５が設けられている。
【００２６】
薄膜トランジスタ５は、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ+−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。
【００２７】
ゲート配線１はＴａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ2Ｏ3やＳｉＮX等で形成される。半導体膜９はＳｉで形成される。ソース電極６、ドレイン電極７は、ＩＴＯ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。
【００２８】
図示していないが、以上のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布し、この基板をＩＴＯ等からなる透明電極と配向膜を形成した対向基板と貼り合わせ、２枚の基板間に液晶１２を注入し、本例の液晶表示装置が構成される。
【００２９】
この液晶表示装置では、図１に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層画素電極３の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、しかも、下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して、すなわち延在して形成している。
【００３０】
上層画素電極３は、前記光反射性金属材にて形成するが、たとえば、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成する。
【００３１】
下層画素電極４も、前記光反射性金属材として、たとえば、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００３２】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成することができる。
【００３３】
しかしながら、半導体層９を形成する際の高温処理後にも、信頼性が高く、反射率が高い材料を選択する必要がある。
【００３４】
本発明者は、ゲート配線１と下側画素電極４として考えられる材料と表１に示すような金属材や金属合金を用いて、それぞれの高温処理後の信頼性・反射率についての評価を行った。
【００３５】
【表１】
【００３６】
ここで、信頼性の評価基準は、○：信頼性に優れている、△：信頼性が少し悪い、×：信頼性が大変悪い、という場合である。
【００３７】
反射率の評価基準は、◎：反射率が大変高い、○：反射率が高い、△：反射率が少し低い、×：反射率が大変低い、という場合である。
【００３８】
この表から明らかなとおり、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料として、Ａl合金が良く、好ましくはＡlＮd（Ｎdの含有比率：重量比率２％〜５％）が良いことが分かる。
【００３９】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００４０】
上層画素電極３と隣接するゲート配線１'との間で、液晶材料に印加する電圧を保持するための付加容量ＣSが、上層画素電極３と対向電極１３との間で液晶容量ＣLC1が、下層画素電極４と対向電極１３との間で液晶容量ＣLC2が、上層画素電極３と下層画素電極４との間の重なり容量Ｃaがそれぞれ形成され、よって、画素の等価回路は図５に示すようになる。
【００４１】
本例の場合には、上層画素電極３と下層画素電極４はゲート絶縁膜８を介して大きな面積で重なっているため、液晶容量ＣＬＣ２に比べて、上層画素電極３と下層画素電極４との間の重なり容量Ｃａの方が大変大きくなり、画素の等価回路は図６の等価回路と見なせる。そのため、下層画素電極４も上層画素電極３と同じ働きをすることになる。
【００４２】
つぎに、下層画素電極４が上層画素電極３に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成されている構造について図２〜図４を用いて説明する。
【００４３】
まず、Ａ−Ａ'断面図について図２を用いて説明する。
【００４４】
画素電極はゲート絶縁膜８を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、下側画素電極４は上側画素電極３に比べて、ゲート配線側１に張り出して形成されている。
【００４５】
上側画素電極３と隣接する上側画素電極３"は同じレベルの層であるため、所定の間隔をもって形成しなければならないが、隣接する上層画素電極３"と下側画素電極４はゲート絶縁膜８を介して配置されているため、隣接する上層画素電極３"と下側画素電極４の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００４６】
つぎに、Ｂ−Ｂ'断面図について図３を用いて説明する。
画素電極はゲート絶縁膜８を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、下側画素電極４は上側画素電極３に比べて、ソース配線側２、２'に張り出して形成されている。上層画素電極３とソース配線２、２'は同じレベルの層であるために、所定の間隔をもって形成しなければならないが、下層画素電極４とソース配線２、２'は異なるレベルの層であるために、ソース配線２、２'と下層画素電極４の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００４７】
つぎに、Ｃ−Ｃ'断面図について図４を用いて説明する。
上層画素電極３は、隣接するゲート配線１'より外側に張り出しているが、この隣接するゲート配線１'と上層画素電極３で付加容量ＣSを形成している。この場合は、隣接するゲート配線１'上にも画素電極を形成しているため、従来のように隣接するゲート配線と画素電極を所定の間隔をもって形成する必要はなくなり、画素の開口率が向上する。
【００４８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示として優位な液晶表示装置が実現される。
（参考例２）
参考例２について図面に基づき、以下に説明を行う。図１は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図７は図１のＡ−Ａ'断面図、図８は図１のＢ−Ｂ'断面図、図９は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００４９】
この液晶表示装置では、図１に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、しかも、下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００５０】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００５１】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。
【００５２】
参考例１と同様に、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料はＡｌＮｄ（Ｎｄ：２％〜５％）がよい。
【００５３】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。この層に関しては、ＩＴＯ等がよい。
【００５４】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示が可能な液晶表示装置が実現される。
（参考例３）
参考例３について図面に基づき以下に説明を行う。図１０は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ'断面図、図１２は図１のＢ−Ｂ'断面図、図１３は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００５５】
この液晶表示装置では、図１０に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００５６】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いている。
【００５７】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。また、参考例１と同様に、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料はＡｌＮｄ（Ｎｄ：２％〜５％）がよい。
【００５８】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、ＩＴＯ等が可能である。
【００５９】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（参考例４）
参考例４について図面に基づき以下に説明を行う。図１４は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１５は図１４のＡ−Ａ'断面図、図１６は図１のＢ−Ｂ'断面図、図１７は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００６０】
この液晶表示装置では、図１４に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００６１】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いており、下層画素電極４は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されている。
【００６２】
ここで、ソース配線２と上側画素電極３は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００６３】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める光透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図面に基づき以下に説明を行う。図１８は本実施形態の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１９は図１８のＡ−Ａ'断面図、図２０は図１８のＢ−Ｂ'断面図、図２１は図１８のＣ−Ｃ'断面図である。
【００６４】
図１８〜図２１において、１はゲート配線、２はソース配線、３は上層画素電極、４は下層画素電極、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１３は対向電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。
【００６５】
ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板１５上に、複数のゲート配線１と複数のソース配線２が直交するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には薄膜トランジスタ５が設けられている。
【００６６】
薄膜トランジスタ５は、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ+−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。
【００６７】
ゲート配線１はＴａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ2Ｏ3やＳｉＮX等で形成される。半導体膜９はＳiで形成される。ソース電極６、ドレイン電極７は、ＩＴＯ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。
【００６８】
図示していないが、以上のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布し、この基板をＩＴＯ１３等からなる透明電極と配向膜を形成した対向基板と貼り合わせ、２枚の基板間に液晶１２を注入し本実施形態の液晶表示装置が構成される。
【００６９】
この液晶表示装置では、図１８に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極３が下層画素電極４に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００７０】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されており、下層画素電極３も、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００７１】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００７２】
なお、上層画素電極３と下層画素電極４は接続されているので、同電位であり、下層画素電極４も上層画素電極３と同じ働きをすることになる。
【００７３】
つぎに、上層画素電極３が下層画素電極４に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成されている構造について図１９〜図２１を用いて説明する。
【００７４】
まず、Ａ−Ａ'断面図について図１９を用いて説明する。
画素電極は保護膜１１を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、上側画素電極３は下側画素電極４に比べて、ゲート配線側１に張り出して形成されている。
【００７５】
下側画素電極４と隣接する下側画素電極４"は同じレベルの層であるため、所定の間隔をもって形成しなければならないが、隣接する下層画素電極４"と上側画素電極３は保護膜１１を介して配置されているため、隣接する下層画素電極４"と上側画素電極３の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００７６】
つぎに、Ｂ−Ｂ'断面図について図２０を用いて説明する。
画素電極は保護膜１１を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、上側画素電極３は下側画素電極４に比べて、ソース配線側２、２'に張り出して形成されている。下層画素電極４とソース配線２、２'は同じレベルの層であるために、所定の間隔をもって形成しなければならないが、上層画素電極３とソース配線２、２'は異なるレベルの層であるために、ソース配線２、２'と上層画素電極３の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００７７】
つぎに、Ｃ−Ｃ'断面図について図２１を用いて説明する。下層画素電極４は、隣接するゲート配線１'より外側に張り出しているが、この隣接するゲート配線１'と下層画素電極４で付加容量ＣSを形成している。この場合は、隣接するゲート配線１'上にも画素電極を形成しているため、従来のように隣接するゲート配線と画素電極を所定の間隔をもって形成する必要はなくなり、画素の開口率が向上する。
【００７８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示が可能な液晶表示装置が実現される。
（参考例５）
参考例５について図面に基づき以下に説明を行う。
【００７９】
図２２は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図２３は図２２のＡ−Ａ'断面図、図２４は図２２のＢ−Ｂ'断面図、図２５は図２２のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、実施形態１と同様である。
【００８０】
この液晶表示装置では、図２２に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極が下層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００８１】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いている。
【００８２】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。
【００８３】
この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等が可能である。
【００８４】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図面に基づき以下に説明を行う。図２６は本実施形態の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図２７は図２６のＡ−Ａ'断面図、図２８は図２６のＢ−Ｂ'断面図、図２９は図２６のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、実施形態１と同様である。
【００８５】
この液晶表示装置では、図２６に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極が下層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００８６】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成され、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いており、下層画素電極４は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されている。
【００８７】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、ＩＴＯ等が可能である。
【００８８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、二層構造の画素電極において、一方の電極をもう一方の電極に対して張り出すことにより、開口率を向上することができた。そして、二層の画素電極において、反射膜と透過膜を組み合わせることにより、光利用効率の高い反射型表示もしくは反射型表示と透過型表示ができる液晶表示装置が実現された。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の画素の拡大図である。
【図２】参考例１における図１のＡ−Ａ'の断面図である。
【図３】参考例１における図１のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図４】参考例１における図１のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図５】参考例１における図１の回路図である。
【図６】図５の等価回路図である。
【図７】参考例２における図１のＡ−Ａ'の断面図である。
【図８】参考例２における図１のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図９】参考例２における図１のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１０】参考例３の画素の拡大図である。
【図１１】参考例３における図１０のＡ−Ａ'の断面図である。
【図１２】参考例３における図１０のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図１３】参考例３における図１０のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１４】参考例４の画素の拡大図である。
【図１５】参考例４における図１４のＡ−Ａ'の断面図である。
【図１６】参考例４における図１４のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図１７】参考例４における図１４のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１８】実施形態１の画素の拡大図である。
【図１９】実施形態１における図１８のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２０】実施形態１における図１８のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２１】実施形態１における図１８のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図２２】参考例６の画素の拡大図である。
【図２３】参考例６における図２２のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２４】参考例６における図２２のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２５】参考例６における図２２のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図２６】実施形態２の画素の拡大図である。
【図２７】実施形態２における図２６のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２８】実施形態２における図２６のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２９】実施形態２における図２６のＣ−Ｃ'の断面図である。
【符号の説明】
１…ゲート配線
２…ソース配線
３…上層画素電極
４…下層画素電極
５…薄膜トランジスタ
６…ソース電極
７…ドレイン電極
８…ゲート絶縁膜
９…半導体層
１０…ｎ+−Ｓi層
１１…保護膜
１２…液晶材料
１３…対向電極
１４、１５…ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板
【発明の属する技術分野】
本発明は液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、液晶表示装置は小型もしくは中型の携帯情報端末やノートパソコンの他に、大型かつ高精細のモニターにまで使用されている。さらにバックライトを使用しない反射型液晶表示装置の技術も開発されており、薄型、軽量および低消費電力化に優れている。
【０００３】
反射型液晶表示装置には、後方に配設した基板の内面に対し凹凸形状の光反射層を形成した散乱反射型があるが、バックライトを用いないことで、周囲の光を有効に利用している。
【０００４】
また、光反射層に代えて、半透過膜を形成し、バックライトを設け、反射モードや透過モードに使い分ける半透過型液晶表示装置も開発されている。
【０００５】
この半透過型液晶表示装置によれば、太陽光、蛍光灯などの外部照明によって反射型の装置として用いたり、あるいはバックライトを内部照明として装着して透過型の装置として使用するが、双方の機能を併せ持たせるために、半透過膜を使用している（特開平８−２９２４１３号参照）。さらにアクティブマトリクス型半透過型液晶表示装置に同様な目的で半透過膜を使用することが提案されている（特開平７−３１８９２９号参照）。
【０００６】
また、光透過用ホールを設けた反射膜により、光透過用ホールから光の一部を透過させ、反射膜にて光の一部を反射させることにより半透過型液晶表示装置を実現する構成も提案されている（特許第２８７８２３１号および特開２０００-１９５６３号参照）。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ハーフミラーの半透過膜を使用すると、光の内部吸収が大きいため、反射光と透過光の光利用効率が低いという問題がある。
【０００８】
また、特開２０００-１９５６３号に示すように、光透過用ホールを設けた反射膜によれば、液晶表示装置のスイッチング素子として通常用いられている薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたことで、ゲート側やソース信号と画素電極とを絶縁するため、隙間を設ける必要がある。
【０００９】
そして、このような構成によれば、特開平１１-１０１９９２号や特開２００１-３３７５４号に示す如く、ゲート配線またはソース配線上に絶縁膜を介して画素電極を形成する構造に比べ、開口率を上げることが困難であった。
【００１０】
また、特開２０００-１９５６３号において、ゲート配線と反射率の高い層を同一材料にて形成することが提案されているが、このような条件を満たし、なおかつ信頼性を含めて安定な材料がどのようなものかは明記されていない。
【００１１】
【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、透明基板と、該透明基板上に形成される複数のゲート配線と、該複数のゲート配線上に積層形成される絶縁膜と、該絶縁膜上に積層形成される下層画素電極および複数のソース配線と、前記下層画素電極および前記ソース配線上に積層形成される保護膜と、前記保護膜上に積層形成される上層画素電極とを有する第１基体と、透明基板と、該透明基板上に形成される対向電極とを有する第２基体と、前記第１基体と前記第２基体との間に介在する液晶と、を備え、前記上層画素電極は、平面視において前記ソース配線と前記ゲート配線に囲まれた部分に形成され、且つ、平面視において前記下層画素電極より前記ソース配線および前記ゲート配線の少なくとも一方側に延在している部位を有しており、前記上層画素電極と前記下層画素電極とは電気的に接続されており、前記下層画素電極は、その一部が前記ゲート配線上に位置していることを特徴としている。
【００１３】
本液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料は、前記ソース配線の構成材料と同一であるのが好ましい。
【００１４】
また、本構成の液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料はＡｌまたはＡｌ合金であるのがより好ましい。
【００１５】
更に、本構成の液晶表示装置において前記下層画素電極の構成材料はＡｌＮｄであり、そのＮｄ成分の含有比率は２％以上５％以下であるのがより一層好ましい。
【００１６】
本液晶表示装置において前記上層画素電極および前記下層画素電極は、Ａｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなるのが好ましい。
【００１８】
本液晶表示装置において前記上層画素電極はＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなり、前記下層画素電極はＩＴＯからなるのが好ましい。
【００２１】
本構成の液晶表示装置において前記上層画素電極は光透過孔を有するのが好ましい。
【００２２】
本構成の液晶表示装置において前記光透過孔の開口面積は、前記上層画素電極の２０％以上７０％以下であるのが好ましい。
【００２３】
【発明の実施の形態】
（参考例１）
参考例１について図面に基づき、以下に説明する。図１は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の要部平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ'断面図、図３は図１のＢ−Ｂ'断面図、図４は図１のＣ−Ｃ'断面図である。
【００２４】
本例において、１はゲート配線、２はソース配線、３は上層画素電極、４は下層画素電極、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１３は対向電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。
【００２５】
透明基板１５上には、複数のゲート配線１と複数のソース配線２が直交するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には薄膜トランジスタ５が設けられている。
【００２６】
薄膜トランジスタ５は、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ+−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。
【００２７】
ゲート配線１はＴａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ2Ｏ3やＳｉＮX等で形成される。半導体膜９はＳｉで形成される。ソース電極６、ドレイン電極７は、ＩＴＯ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。
【００２８】
図示していないが、以上のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布し、この基板をＩＴＯ等からなる透明電極と配向膜を形成した対向基板と貼り合わせ、２枚の基板間に液晶１２を注入し、本例の液晶表示装置が構成される。
【００２９】
この液晶表示装置では、図１に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層画素電極３の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、しかも、下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して、すなわち延在して形成している。
【００３０】
上層画素電極３は、前記光反射性金属材にて形成するが、たとえば、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成する。
【００３１】
下層画素電極４も、前記光反射性金属材として、たとえば、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００３２】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成することができる。
【００３３】
しかしながら、半導体層９を形成する際の高温処理後にも、信頼性が高く、反射率が高い材料を選択する必要がある。
【００３４】
本発明者は、ゲート配線１と下側画素電極４として考えられる材料と表１に示すような金属材や金属合金を用いて、それぞれの高温処理後の信頼性・反射率についての評価を行った。
【００３５】
【表１】
ここで、信頼性の評価基準は、○：信頼性に優れている、△：信頼性が少し悪い、×：信頼性が大変悪い、という場合である。
【００３７】
反射率の評価基準は、◎：反射率が大変高い、○：反射率が高い、△：反射率が少し低い、×：反射率が大変低い、という場合である。
【００３８】
この表から明らかなとおり、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料として、Ａl合金が良く、好ましくはＡlＮd（Ｎdの含有比率：重量比率２％〜５％）が良いことが分かる。
【００３９】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００４０】
上層画素電極３と隣接するゲート配線１'との間で、液晶材料に印加する電圧を保持するための付加容量ＣSが、上層画素電極３と対向電極１３との間で液晶容量ＣLC1が、下層画素電極４と対向電極１３との間で液晶容量ＣLC2が、上層画素電極３と下層画素電極４との間の重なり容量Ｃaがそれぞれ形成され、よって、画素の等価回路は図５に示すようになる。
【００４１】
本例の場合には、上層画素電極３と下層画素電極４はゲート絶縁膜８を介して大きな面積で重なっているため、液晶容量ＣＬＣ２に比べて、上層画素電極３と下層画素電極４との間の重なり容量Ｃａの方が大変大きくなり、画素の等価回路は図６の等価回路と見なせる。そのため、下層画素電極４も上層画素電極３と同じ働きをすることになる。
【００４２】
つぎに、下層画素電極４が上層画素電極３に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成されている構造について図２〜図４を用いて説明する。
【００４３】
まず、Ａ−Ａ'断面図について図２を用いて説明する。
【００４４】
画素電極はゲート絶縁膜８を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、下側画素電極４は上側画素電極３に比べて、ゲート配線側１に張り出して形成されている。
【００４５】
上側画素電極３と隣接する上側画素電極３"は同じレベルの層であるため、所定の間隔をもって形成しなければならないが、隣接する上層画素電極３"と下側画素電極４はゲート絶縁膜８を介して配置されているため、隣接する上層画素電極３"と下側画素電極４の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００４６】
つぎに、Ｂ−Ｂ'断面図について図３を用いて説明する。
画素電極はゲート絶縁膜８を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、下側画素電極４は上側画素電極３に比べて、ソース配線側２、２'に張り出して形成されている。上層画素電極３とソース配線２、２'は同じレベルの層であるために、所定の間隔をもって形成しなければならないが、下層画素電極４とソース配線２、２'は異なるレベルの層であるために、ソース配線２、２'と下層画素電極４の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００４７】
つぎに、Ｃ−Ｃ'断面図について図４を用いて説明する。
上層画素電極３は、隣接するゲート配線１'より外側に張り出しているが、この隣接するゲート配線１'と上層画素電極３で付加容量ＣSを形成している。この場合は、隣接するゲート配線１'上にも画素電極を形成しているため、従来のように隣接するゲート配線と画素電極を所定の間隔をもって形成する必要はなくなり、画素の開口率が向上する。
【００４８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示として優位な液晶表示装置が実現される。
（参考例２）
参考例２について図面に基づき、以下に説明を行う。図１は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図７は図１のＡ−Ａ'断面図、図８は図１のＢ−Ｂ'断面図、図９は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００４９】
この液晶表示装置では、図１に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、しかも、下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００５０】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００５１】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。
【００５２】
参考例１と同様に、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料はＡｌＮｄ（Ｎｄ：２％〜５％）がよい。
【００５３】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成ができる。この層に関しては、ＩＴＯ等がよい。
【００５４】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示が可能な液晶表示装置が実現される。
（参考例３）
参考例３について図面に基づき以下に説明を行う。図１０は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１１は図１０のＡ−Ａ'断面図、図１２は図１のＢ−Ｂ'断面図、図１３は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００５５】
この液晶表示装置では、図１０に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００５６】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いている。
【００５７】
ここで、ゲート配線１と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。また、参考例１と同様に、ゲート配線と下側画素電極を同一材料にしても信頼性と反射率を両立する材料はＡｌＮｄ（Ｎｄ：２％〜５％）がよい。
【００５８】
また、ソース配線２と上側画素電極３も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、ＩＴＯ等が可能である。
【００５９】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（参考例４）
参考例４について図面に基づき以下に説明を行う。図１４は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１５は図１４のＡ−Ａ'断面図、図１６は図１のＢ−Ｂ'断面図、図１７は図１のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、参考例１と同様である。
【００６０】
この液晶表示装置では、図１４に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には上層画素電極３が接続されており、この上層の下層に絶縁膜を介して下層画素電極４が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ下層画素電極が上層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００６１】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いており、下層画素電極４は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されている。
【００６２】
ここで、ソース配線２と上側画素電極３は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００６３】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める光透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（実施形態１）
本発明の実施形態１について図面に基づき以下に説明を行う。図１８は本実施形態の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図１９は図１８のＡ−Ａ'断面図、図２０は図１８のＢ−Ｂ'断面図、図２１は図１８のＣ−Ｃ'断面図である。
【００６４】
図１８〜図２１において、１はゲート配線、２はソース配線、３は上層画素電極、４は下層画素電極、５は薄膜トランジスタ、１１は保護膜、１２は液晶材料、１３は対向電極、１４、１５はガラスまたはプラスチック等からなる透明基板である。
【００６５】
ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板１５上に、複数のゲート配線１と複数のソース配線２が直交するように配置され、これらの配線に囲まれた部分が画素であり、これらの配線の交差部には薄膜トランジスタ５が設けられている。
【００６６】
薄膜トランジスタ５は、ゲート配線１の上部に、ゲート絶縁膜８、半導体層９、ｎ+−Ｓi層１０、ソース電極６、ドレイン電極７で構成される。
【００６７】
ゲート配線１はＴａ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。ゲート絶縁膜８はＴａ2Ｏ3やＳｉＮX等で形成される。半導体膜９はＳiで形成される。ソース電極６、ドレイン電極７は、ＩＴＯ、Ａl、Ａl合金（ＡlＴａ、ＡlＮd）等の金属薄膜で形成される。
【００６８】
図示していないが、以上のアクティブマトリクス基板上に配向膜を塗布し、この基板をＩＴＯ１３等からなる透明電極と配向膜を形成した対向基板と貼り合わせ、２枚の基板間に液晶１２を注入し本実施形態の液晶表示装置が構成される。
【００６９】
この液晶表示装置では、図１８に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極３が下層画素電極４に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００７０】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されており、下層画素電極３も、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されている。
【００７１】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４も同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等がよい。
【００７２】
なお、上層画素電極３と下層画素電極４は接続されているので、同電位であり、下層画素電極４も上層画素電極３と同じ働きをすることになる。
【００７３】
つぎに、上層画素電極３が下層画素電極４に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成されている構造について図１９〜図２１を用いて説明する。
【００７４】
まず、Ａ−Ａ'断面図について図１９を用いて説明する。
画素電極は保護膜１１を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、上側画素電極３は下側画素電極４に比べて、ゲート配線側１に張り出して形成されている。
【００７５】
下側画素電極４と隣接する下側画素電極４"は同じレベルの層であるため、所定の間隔をもって形成しなければならないが、隣接する下層画素電極４"と上側画素電極３は保護膜１１を介して配置されているため、隣接する下層画素電極４"と上側画素電極３の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００７６】
つぎに、Ｂ−Ｂ'断面図について図２０を用いて説明する。
画素電極は保護膜１１を介して上層画素電極３と下層画素電極４から構成され、上側画素電極３は下側画素電極４に比べて、ソース配線側２、２'に張り出して形成されている。下層画素電極４とソース配線２、２'は同じレベルの層であるために、所定の間隔をもって形成しなければならないが、上層画素電極３とソース配線２、２'は異なるレベルの層であるために、ソース配線２、２'と上層画素電極３の間隔を従来の間隔の１／４以下にすることができる。
【００７７】
つぎに、Ｃ−Ｃ'断面図について図２１を用いて説明する。下層画素電極４は、隣接するゲート配線１'より外側に張り出しているが、この隣接するゲート配線１'と下層画素電極４で付加容量ＣSを形成している。この場合は、隣接するゲート配線１'上にも画素電極を形成しているため、従来のように隣接するゲート配線と画素電極を所定の間隔をもって形成する必要はなくなり、画素の開口率が向上する。
【００７８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極全体が反射率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示が可能な液晶表示装置が実現される。
（参考例５）
参考例５について図面に基づき以下に説明を行う。
【００７９】
図２２は本例の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図２３は図２２のＡ−Ａ'断面図、図２４は図２２のＢ−Ｂ'断面図、図２５は図２２のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、実施形態１と同様である。
【００８０】
この液晶表示装置では、図２２に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極が下層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００８１】
上層画素電極３は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されており、下層画素電極４は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成されていて、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いている。
【００８２】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。
【００８３】
この層に関しては、Ａl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等が可能である。
【００８４】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
（実施形態２）
本発明の実施形態２について図面に基づき以下に説明を行う。図２６は本実施形態の液晶表示装置におけるアクティブマトリクス基板の一部分の平面図であり、図２７は図２６のＡ−Ａ'断面図、図２８は図２６のＢ−Ｂ'断面図、図２９は図２６のＣ−Ｃ'断面図である。なお、画素以外の構成については、実施形態１と同様である。
【００８５】
この液晶表示装置では、図２６に示すように、薄膜トランジスタ５のドレイン電極７には下層画素電極４が接続されており、この下層の上層に保護膜１１を介して上層画素電極３が設けられて、画素電極が二層構造となっており、なおかつ上層画素電極が下層画素電極に対して、ゲート配線側、ソース配線側に張り出して形成している。
【００８６】
上層画素電極３は、反射率の高い材料であるＡl、Ａl合金（ＡlＮd、ＡlＣＭｇ）、Ａｇ、Ａｇ合金（ＡｇＰｄ、ＡｇＰｄＣｕ、ＡｇＣｕＡｕ）等で形成され、なおかつ画素電極の面積の３０％の大きさの光通過孔が開いており、下層画素電極４は、透過率の高い材料であるＩＴＯ等で形成されている。
【００８７】
ここで、ソース配線２と下側画素電極４は同じレベルの層であるため、同一材料にすることにより一工程で同時に形成が可能である。この層に関しては、ＩＴＯ等が可能である。
【００８８】
以上により、上層画素電極と下層画素電極から構成される二層構造の画素電極の一部が反射率の高い層、残りの部分が透過率の高い層で構成され、また、実質的に画素電極の面積が拡大されるため、光利用効率の高い反射型表示と透過型表示が可能な液晶表示装置が実現される。ここで、画素電極に占める透過孔の割合は２０〜７０％が好ましい。
【００８９】
【発明の効果】
以上のように、本発明の液晶表示装置によれば、二層構造の画素電極において、一方の電極をもう一方の電極に対して張り出すことにより、開口率を向上することができた。そして、二層の画素電極において、反射膜と透過膜を組み合わせることにより、光利用効率の高い反射型表示もしくは反射型表示と透過型表示ができる液晶表示装置が実現された。
【図面の簡単な説明】
【図１】参考例１の画素の拡大図である。
【図２】参考例１における図１のＡ−Ａ'の断面図である。
【図３】参考例１における図１のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図４】参考例１における図１のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図５】参考例１における図１の回路図である。
【図６】図５の等価回路図である。
【図７】参考例２における図１のＡ−Ａ'の断面図である。
【図８】参考例２における図１のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図９】参考例２における図１のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１０】参考例３の画素の拡大図である。
【図１１】参考例３における図１０のＡ−Ａ'の断面図である。
【図１２】参考例３における図１０のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図１３】参考例３における図１０のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１４】参考例４の画素の拡大図である。
【図１５】参考例４における図１４のＡ−Ａ'の断面図である。
【図１６】参考例４における図１４のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図１７】参考例４における図１４のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図１８】実施形態１の画素の拡大図である。
【図１９】実施形態１における図１８のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２０】実施形態１における図１８のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２１】実施形態１における図１８のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図２２】参考例６の画素の拡大図である。
【図２３】参考例６における図２２のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２４】参考例６における図２２のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２５】参考例６における図２２のＣ−Ｃ'の断面図である。
【図２６】実施形態２の画素の拡大図である。
【図２７】実施形態２における図２６のＡ−Ａ'の断面図である。
【図２８】実施形態２における図２６のＢ−Ｂ'の断面図である。
【図２９】実施形態２における図２６のＣ−Ｃ'の断面図である。
【符号の説明】
１…ゲート配線
２…ソース配線
３…上層画素電極
４…下層画素電極
５…薄膜トランジスタ
６…ソース電極
７…ドレイン電極
８…ゲート絶縁膜
９…半導体層
１０…ｎ+−Ｓi層
１１…保護膜
１２…液晶材料
１３…対向電極
１４、１５…ガラスまたはプラスチック等からなる透明基板
Claims (8)
- 透明基板と、該透明基板上に形成される複数のゲート配線と、該複数のゲート配線上に積層形成される絶縁膜と、該絶縁膜上に積層形成される下層画素電極および複数のソース配線と、前記下層画素電極および前記ソース配線上に積層形成される保護膜と、前記保護膜上に積層形成される上層画素電極とを有する第１基体と、
透明基板と、該透明基板上に形成される対向電極とを有する第２基体と、
前記第１基体と前記第２基体との間に介在する液晶と、を備え、
前記上層画素電極は、平面視において前記ソース配線と前記ゲート配線に囲まれた部分に形成され、且つ、平面視において前記下層画素電極より前記ソース配線および前記ゲート配線の少なくとも一方側に延在している部位を有しており、
前記上層画素電極と前記下層画素電極とは電気的に接続されており、
前記下層画素電極は、その一部が前記ゲート配線上に位置していることを特徴とする、液晶表示装置。 - 前記下層画素電極の構成材料は、前記ソース配線の構成材料と同一であることを特徴とする、請求項１に記載の液晶表示装置。
- 前記下層画素電極の構成材料はＡｌまたはＡｌ合金であることを特徴とする、請求項２に記載の液晶表示装置。
- 前記下層画素電極の構成材料はＡｌＮｄであり、そのＮｄ成分の含有比率は２％以上５％以下であることを特徴とする、請求項３に記載の液晶表示装置。
- 前記上層画素電極および前記下層画素電極はＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなることを特徴とする、請求項１から４のいずれかに記載の液晶表示装置。
- 前記上層画素電極はＡｌ、Ａｌ合金、Ａｇ、またはＡｇ合金からなり、前記下層画素電極はＩＴＯからなることを特徴とする、請求項１から５のいずれか一つに記載の液晶表示装置。
- 前記上層画素電極は光透過孔を有することを特徴とする、請求項６に記載の液晶表示装置。
- 前記光透過孔の開口面積は、前記上層画素電極の２０％以上７０％以下であることを特徴とする、請求項７に記載の液晶表示装置。
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