JP3301218B2 - Reflective color liquid crystal display - Google Patents
Reflective color liquid crystal displayInfo
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- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F2203/00—Function characteristic
- G02F2203/34—Colour display without the use of colour mosaic filters
Landscapes
- Liquid Crystal (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、２端子の非線形抵抗素
子を能動素子とするアクティブマトリックス液晶セルを
用いた反射型のカラー液晶表示装置に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type color liquid crystal display device using an active matrix liquid crystal cell having a two-terminal nonlinear resistance element as an active element.
【０００２】[0002]
【従来の技術】アクティブマトリックス型の液晶表示装
置として、第１の電極と絶縁膜と第２の電極とを積層し
たＭＩＭや、第１の電極とｎ型半導体膜とｐ型半導体膜
と第２の電極とを積層した薄膜ダイオード等の、２端子
の非線形抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリッ
クス液晶セルを用いたものがある。2. Description of the Related Art As an active matrix type liquid crystal display device, an MIM in which a first electrode, an insulating film, and a second electrode are laminated, a first electrode, an n-type semiconductor film, a p-type semiconductor film, and a second And an active matrix liquid crystal cell using a two-terminal non-linear resistance element as an active element, such as a thin film diode in which electrodes are stacked.
【０００３】このＭＩＭや薄膜ダイオード等の非線形抵
抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス液晶セ
ルを用いた液晶表示装置としては、一般に、ＴＮ（ツイ
ステッド・ネマティック）方式のものが利用されてい
る。As a liquid crystal display device using an active matrix liquid crystal cell having a non-linear resistance element such as a MIM or a thin film diode as an active element, a TN (twisted nematic) type is generally used.
【０００４】このＴＮ方式の液晶表示装置は、液晶の分
子をほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向させた液晶
セルと、この液晶セルの表面側と裏面側とに配置された
一対の偏光板とからなっており、アクティブマトリック
ス型の液晶表示装置では一般に、一対の偏光板を、その
透過軸を互いに平行にするとともにそれぞれの透過軸を
液晶セルの一方の基板上における液晶分子の配向方向と
ほぼ平行にして設けている。This TN type liquid crystal display device comprises a liquid crystal cell in which liquid crystal molecules are twisted at a twist angle of about 90 °, and a pair of polarizing plates disposed on the front and back sides of the liquid crystal cell. Generally, in an active matrix type liquid crystal display device, a pair of polarizing plates are formed such that their transmission axes are parallel to each other and each transmission axis is substantially aligned with the alignment direction of liquid crystal molecules on one substrate of the liquid crystal cell. They are provided in parallel.
【０００５】また、上記非線形抵抗素子を能動素子とす
るアクティブマトリックス液晶セルは、一対の透明基板
間に液晶を挟持するとともに、一方の基板の内面に複数
の透明な画素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応す
る複数の非線形抵抗素子とを配設し、他方の基板の内面
に透明な対向電極を設けたものであり、液晶の分子は、
両基板の電極形成面上にそれぞれ設けた配向膜によって
配向方向を規制され、両基板間においてほぼ９０°のツ
イスト角でツイスト配向されている。なお、前記液晶に
は、誘電異方性が正のネマティック液晶が用いられてい
る。In an active matrix liquid crystal cell using the above-mentioned nonlinear resistance element as an active element, a liquid crystal is sandwiched between a pair of transparent substrates, and a plurality of transparent pixel electrodes are formed on the inner surface of one of the substrates and each of the pixel electrodes is connected to the transparent pixel electrode. A plurality of non-linear resistance elements corresponding to each other are provided, and a transparent counter electrode is provided on the inner surface of the other substrate.
The alignment direction is regulated by alignment films provided on the electrode forming surfaces of both substrates, and the substrates are twist-oriented at a twist angle of approximately 90 ° between the two substrates. Note that a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy is used as the liquid crystal.
【０００６】上記ＴＮ方式の液晶表示装置は、外部から
の入射光を一方の偏光板の偏光作用により直線偏光とし
て液晶セルに入射させ、液晶セルを通った光の透過を他
方の偏光板の集光機能作用により制御して表示するもの
であり、液晶セルの両基板の電極間にオン電圧を印加し
ていない状態、つまり液晶分子がツイスト配向している
状態では、液晶セルに入射した直線偏光がその偏光方向
がほぼ９０°ずれた直線偏光となって液晶セルを出射
し、この直線偏光が他方の偏光板で吸収されて表示が暗
状態になる。In the TN type liquid crystal display device, light incident from the outside is incident on the liquid crystal cell as linearly polarized light by the polarization action of one of the polarizing plates, and transmission of light passing through the liquid crystal cell is collected by the other polarizing plate. The display is controlled by the optical function, and when no on-voltage is applied between the electrodes on both substrates of the liquid crystal cell, that is, when the liquid crystal molecules are twisted, the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell is displayed. Emerges from the liquid crystal cell as linearly polarized light whose polarization direction is shifted by about 90 °, and this linearly polarized light is absorbed by the other polarizing plate, and the display becomes dark.
【０００７】また、液晶セルの電極間にオン電圧を印加
すると、液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に立上り配
向し、液晶セルに入射した直線偏光がそのまま液晶セル
を出射し、この直線偏光が他方の偏光板を透過して表示
が明状態になる。Further, when an on-voltage is applied between the electrodes of the liquid crystal cell, the liquid crystal molecules rise and align almost perpendicular to the substrate surface, and the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell exits the liquid crystal cell as it is. Is transmitted through the other polarizing plate, and the display becomes bright.
【０００８】なお、上記液晶表示装置には、透過型のも
のと、表示装置の背後に反射板を配置した反射型のもの
とがあり、反射型の液晶表示装置では、その表面側から
入射した光が、表面側偏光板と液晶セルと裏面側偏光板
とを通って前記反射板で反射され、この反射光が前記裏
面側偏光板と液晶セルと表面側偏光板とを通って出射す
る。The above liquid crystal display devices include a transmission type and a reflection type in which a reflection plate is disposed behind the display device. In the reflection type liquid crystal display device, the light enters from the surface side. The light passes through the front-side polarizing plate, the liquid crystal cell, and the back-side polarizing plate and is reflected by the reflector, and the reflected light exits through the back-side polarizing plate, the liquid crystal cell, and the front-side polarizing plate.
【０００９】ところで、上記ＴＮ方式のアクティブマト
リックス型液晶表示装置として、多色カラー画像を表示
するものがあり、このカラー液晶表示装置では、上記液
晶セルの一方の基板に、複数の色、例えば赤、緑、青の
三色のカラーフィルタを各画素電極に対応させて設けて
いる。As the TN type active matrix type liquid crystal display device, there is a device which displays a multicolor image. In this color liquid crystal display device, a plurality of colors, for example, red, are provided on one substrate of the liquid crystal cell. , Green and blue color filters are provided corresponding to the respective pixel electrodes.
【００１０】[0010]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来のカ
ラー液晶表示装置は、カラーフィルタによって光を着色
するものであるため、反射型の液晶表示装置とすると、
表示がほとんど視認できない程度に暗くなってしまうと
いう問題をもっている。However, the above-mentioned conventional color liquid crystal display device uses a color filter to color light.
There is a problem that the display is dark enough to be hardly visible.
【００１１】これは、カラーフィルタでの光の吸収によ
るものであり、カラーフィルタは、その色に対応する波
長帯域以外の光を吸収するだけでなく、前記波長帯域の
光もかなり高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタ
で着色された光が、カラーフィルタに入射する前の前記
波長帯域の光に比べて大幅に光量を減じた光になってし
まう。This is due to the absorption of light in the color filter. The color filter not only absorbs light outside the wavelength band corresponding to the color, but also absorbs light in the wavelength band with a considerably high absorption rate. Due to absorption, the light colored by the color filter becomes light in which the amount of light is significantly reduced as compared with the light in the wavelength band before entering the color filter.
【００１２】そして、透過型の液晶表示装置の場合は、
大光量のバックライトを使用することによって表示を明
るくすることができるが、自然光や室内照明光等の外光
を利用して表示する反射型の液晶表示装置では、入射光
量が限られるし、またカラーフィルタで着色された光
が、裏面側の反射板で反射されて液晶表示装置の表面側
に出射する過程で再び前記カラーフィルタを通るため、
カラーフィルタでの光の吸収がさらに大きくなって、表
示がほとんど視認できない程度に暗くなってしまう。In the case of a transmissive liquid crystal display device,
Although the display can be brightened by using a large amount of backlight, the amount of incident light is limited in a reflective liquid crystal display device that displays using external light such as natural light or indoor illumination light. The light colored by the color filter passes through the color filter again in the process of being reflected by the reflection plate on the back side and emitting to the front side of the liquid crystal display device,
Light absorption by the color filter is further increased, and the display becomes dark enough to make it hardly visible.
【００１３】しかも、上記従来のカラー液晶表示装置で
は、その表示色がカラーフィルタの色によって決まって
しまうため、１つの画素で複数の色を表示することはで
きなかった。Moreover, in the above-described conventional color liquid crystal display device, the display color is determined by the color of the color filter, so that a single pixel cannot display a plurality of colors.
【００１４】また、従来の反射型液晶表示装置は、その
表面側からの入射光が、表面側偏光板と液晶セルと裏面
側偏光板とを通って反射板で反射され、その反射光が、
前記裏面側基板と液晶セルと表面側偏光板とを通って液
晶表示装置の表面側に出射するため、表面側から入射し
た光が再び表面側に出射するまでの間に、液晶セルの両
方の基板をそれぞれ２回ずつ計４回通り、また表裏の偏
光板をそれぞれ２回ずつ計４回通ることになり、したが
って、液晶セルの基板および偏光板での光吸収による光
量ロスが大きくて、表示が暗くなってしまうという問題
をもっていた。In the conventional reflection type liquid crystal display device, incident light from the front side is reflected by the reflection plate through the front side polarizing plate, the liquid crystal cell, and the back side polarizing plate.
Since the light is emitted to the front side of the liquid crystal display device through the back side substrate, the liquid crystal cell, and the front side polarizing plate, the light incident from the front side is emitted to the front side again before both of the liquid crystal cells are emitted. The substrate passes through the substrate two times, for a total of four times, and the front and back polarizers, two times each, for a total of four times. Therefore, the amount of light loss due to light absorption by the liquid crystal cell substrate and the polarizing plate is large, and the display is performed. Had the problem of becoming dark.
【００１５】本発明は、ＭＩＭや薄膜ダイオード等の非
線形抵抗素子を能動素子とするアクティブマトリックス
液晶セルを用いた反射型のカラー液晶表示装置として、
カラーフィルタを用いずに光を着色して高輝度の着色光
を得るとともに、１つの画素で複数の色を表示すること
ができ、しかも液晶セルの基板および偏光板での光吸収
による光量ロスを少なくしてより明るいカラー表示を
得、また各画素間のコントラストを鮮明にして高品位の
画像を表示できるものを提供することを目的としたもの
である。The present invention provides a reflection type color liquid crystal display device using an active matrix liquid crystal cell having a non-linear resistance element such as a MIM or a thin film diode as an active element.
Coloring light without using a color filter to obtain high-intensity colored light, as well as displaying multiple colors in one pixel, and reducing the amount of light loss due to light absorption by the liquid crystal cell substrate and polarizing plate. It is an object of the present invention to provide a device capable of obtaining a brighter color display by reducing the number of pixels and displaying a high-quality image by sharpening the contrast between pixels.
【００１６】[0016]
【課題を解決するための手段】本発明の反射型カラー液
晶表示装置は、裏面側基板の内面に複数の画素電極とこ
れら各画素電極にそれぞれ対応する複数の非線形抵抗素
子とを配設し、表面側基板の内面に前記画素電極と対向
する対向電極を設けたアクティブマトリックス液晶セル
と、前記液晶セルの表面側に、透過軸を前記液晶セルの
表面側基板上における液晶分子の配向方向に対して斜め
にずらして設置され、入射光に対する偏光作用と前記液
晶の複屈折効果により偏光状態が変えられた光に対する
検光作用とにより着色された光を出射する1枚の偏光板
とからなり、かつ、前記液晶セルの裏面側基板の内面に
配設した前記画素電極が光の反射膜を兼ねており、さら
に、前記液晶セルのいずれか一方の基板の内面に、前記
各画素電極間の間隙に対応するブラックマスクが設けら
れていることを特徴とするものである。A reflection type color liquid crystal display device according to the present invention comprises a plurality of pixel electrodes and a plurality of non-linear resistance elements respectively corresponding to the pixel electrodes on the inner surface of the back substrate. an active matrix liquid crystal cell in which a counter electrode facing the pixel electrode on the inner surface of the front substrate, on the surface side of the liquid crystal cell, with respect to the alignment direction of liquid crystal molecules the transmission axis in the surface side substrate of the liquid crystal cell Diagonally
The liquid and the liquid
For light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the crystal
Consisting of one polarizing plate that emits light colored by the photometric action , and the pixel electrode disposed on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell also serves as a light reflection film, and A black mask corresponding to a gap between the pixel electrodes is provided on an inner surface of one of the substrates of the liquid crystal cell.
【００１７】本発明の反射型カラー液晶表示装置におい
ては、前記液晶セルと偏光板との間に位相差板を配置し
てもよく、その場合は、この位相差板の遅相軸を前記偏
光板の透過軸に対して斜めにずらせばよい。In the reflection type color liquid crystal display device of the present invention, a retardation plate may be disposed between the liquid crystal cell and the polarizing plate. In this case, the slow axis of the retardation plate is set to the polarization axis. The plate may be shifted obliquely with respect to the transmission axis of the plate.
【００１８】さらに、この反射型カラー液晶表示装置に
おいては、反射膜を兼ねる画素電極の表面が鏡面であ
り、かつ、前記偏光板の一面、好ましくは表面が光散乱
面となっているのが望ましい。Further, in this reflection type color liquid crystal display device, it is desirable that the surface of the pixel electrode serving also as a reflection film is a mirror surface and one surface, preferably the surface, of the polarizing plate is a light scattering surface. .
【００１９】[0019]
【作用】本発明の反射型カラー液晶表示装置において
は、その表面側からの入射光が偏光板を通って液晶セル
に入射し、その液晶層を通った光が、液晶セルの裏面側
基板の内面において反射膜を兼ねる画素電極により反射
され、再び液晶層を通って前記偏光板に入射して、この
偏光板を透過した光が液晶表示装置の表面側に出射す
る。In the reflection type color liquid crystal display device of the present invention, the incident light from the front side enters the liquid crystal cell through the polarizing plate, and the light passing through the liquid crystal layer is applied to the back side substrate of the liquid crystal cell. The light is reflected by the pixel electrode also serving as a reflective film on the inner surface, passes through the liquid crystal layer again, enters the polarizing plate, and the light transmitted through the polarizing plate exits to the front surface side of the liquid crystal display device.
【００２０】そして、この液晶表示装置においては、前
記偏光板の透過軸が、液晶セルの表面側の基板上におけ
る液晶分子の配向方向に対して斜めずれているため、前
記偏光板を通って入射した直線偏光が、液晶セルを通る
過程で液晶層の複屈折効果により波長ごとに偏光状態が
異なる楕円偏光となるとともに、その光が液晶セルの裏
面側基板の内面において反射され、再び液晶層を通る過
程でさらに偏光状態を変えられて前記偏光板に入射し、
この偏光板を透過する偏光成分の光が着色光となって液
晶表示装置の表面に出射する。In this liquid crystal display device, since the transmission axis of the polarizing plate is obliquely shifted with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules on the substrate on the surface side of the liquid crystal cell, the light passes through the polarizing plate. In the process of passing through the liquid crystal cell, the linearly polarized light becomes elliptically polarized light having a different polarization state for each wavelength due to the birefringence effect of the liquid crystal layer, and the light is reflected on the inner surface of the rear substrate of the liquid crystal cell, and the liquid crystal layer is again reflected. In the process of passing, the polarization state is further changed and incident on the polarizing plate,
The light of the polarized component transmitted through the polarizing plate is emitted as colored light to the surface of the liquid crystal display device.
【００２１】すなわち、この液晶表示装置は、カラーフ
ィルタを用いずに、液晶セルの液晶層の複屈折効果と偏
光板の偏光および検光作用とを利用して光を着色するも
のであり、したがって、カラーフィルタを透過させる場
合に比べて透過光量のロスを大幅に低減できるから、高
輝度の着色光を得ることができる。That is, this liquid crystal display device uses the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarization and light analysis of the polarizing plate without using a color filter to color light. Since the loss of the amount of transmitted light can be greatly reduced as compared with the case where the light is transmitted through a color filter, colored light with high luminance can be obtained.
【００２２】また、この液晶表示装置においては、液晶
セルの液晶層に印加する電圧の大きさに応じて液晶分子
の配向状態が変化し、それに応じて液晶層の複屈折効果
が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御すること
によって前記着色光の色を変化させ、１つの画素で複数
の色を表示することができる。Further, in this liquid crystal display device, the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the birefringence effect of the liquid crystal layer changes accordingly. By controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, the color of the colored light can be changed, so that one pixel can display a plurality of colors.
【００２３】しかも、この液晶表示装置によれば、液晶
セルの裏面側基板の内面に設けた画素電極で光を反射さ
せるとともに、液晶セルの表面側に配置した偏光板に、
外部からの入射光を直線偏光とするための偏光作用と、
液晶層によって偏光状態を変えられた光の透過を制御す
る検光作用との両方の作用をもたせているため、液晶セ
ルの両基板のうち、光が通るのは表面側基板だけである
し、また偏光板も１枚だけでよいから、液晶セルの基板
および偏光板での光吸収による光量ロスを少なくして、
より明るいカラー表示を得ることができる。In addition, according to this liquid crystal display device, light is reflected by the pixel electrode provided on the inner surface of the substrate on the back surface side of the liquid crystal cell, and the polarizing plate disposed on the front surface side of the liquid crystal cell has:
Polarizing action for converting external incident light into linearly polarized light,
Since both the liquid crystal cell and the liquid crystal cell have an analysis function of controlling the transmission of the light whose polarization state has been changed, only the front substrate of the two substrates of the liquid crystal cell allows light to pass through, Also, since only one polarizing plate is required, the loss of light amount due to light absorption by the substrate of the liquid crystal cell and the polarizing plate is reduced.
A brighter color display can be obtained.
【００２４】さらに、この液晶表示装置においては、前
記液晶セルのいずれか一方の基板の内面に、前記裏面側
基板に配設した各画素電極間の間隙に対応するブラック
マスクを設けているため、各画素間のコントラストを鮮
明にして高品位の画像を表示できる。Further, in this liquid crystal display device, since a black mask corresponding to the gap between the pixel electrodes disposed on the back substrate is provided on the inner surface of one of the substrates of the liquid crystal cell. A high quality image can be displayed by sharpening the contrast between the pixels.
【００２５】また、上記本発明の液晶表示装置におい
て、液晶セルと偏光板との間に位相差板を配置し、この
位相差板の遅相軸を前記偏光板の透過軸に対して斜めに
ずらしておけば、偏光板を通って入射した光が、前記位
相差板の複屈折効果と液晶セルの液晶層の複屈折効果と
によっても偏光状態を変えられるため、波長ごとの偏光
状態が大きく異なる楕円偏光を前記偏光板に入射させて
鮮明な色の着色光を得ることができるし、また、液晶セ
ルに液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向
する電圧を印加したとき、つまり液晶層の複屈折効果が
見掛上ほとんどなくなったときでも、位相差板の複屈折
効果によって入射光を楕円偏光とし、この楕円偏光を前
記偏光板に入射させて着色光を得ることができる。In the above liquid crystal display device of the present invention, a retardation plate is disposed between the liquid crystal cell and the polarizing plate, and the slow axis of the retardation plate is inclined with respect to the transmission axis of the polarizing plate. If shifted, the light incident through the polarizing plate can change the polarization state also by the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. Different elliptically polarized light can be incident on the polarizing plate to obtain a vivid colored light, and when a voltage is applied to the liquid crystal cell so that the liquid crystal molecules rise and become almost perpendicular to the substrate surface, that is, Even when the birefringence effect of the liquid crystal layer is almost eliminated, the incident light is converted into elliptically polarized light by the birefringence effect of the retardation plate, and the elliptically polarized light is incident on the polarizing plate to obtain colored light.
【００２６】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に設けた画素電極に反射膜
を兼ねさせているため、この画素電極の表面を粗面化し
て拡散反射面とすることは難しいが、前記偏光板の一面
が光散乱面となっているため、前記画素電極の表面（反
射面）が鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等
の外部像が画素電極の表面に写って見えることはない。In the liquid crystal display of the present invention,
Since the pixel electrode provided on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell also serves as a reflection film, it is difficult to roughen the surface of the pixel electrode to make it a diffuse reflection surface. Since the surface is a scattering surface, even if the surface (reflection surface) of the pixel electrode is a mirror surface, an external image such as a display observer's face and its background does not appear on the surface of the pixel electrode.
【００２７】さらに、この液晶表示装置において、前記
画素電極の表面が鏡面であれば、液晶層の複屈折効果、
または位相差板と液晶層との複屈折効果により偏光状態
を変えられた光を散乱させることなく反射させて偏光板
に入射させることができるし、また、前記偏光板の表面
が光散乱面であれば、液晶表示装置にその表面側から入
射する光が散乱されてから偏光板の偏光作用により直線
偏光になるとともに、前記画素電極で反射された光が前
記偏光板の検光作用により着色光となってから散乱され
るため、偏光板を通って入射した光が再び前記偏光板を
通って着色光となるまでは光が散乱されることはなく、
したがって、品質の良いカラー画像を表示することがで
きる。Further, in this liquid crystal display device, if the surface of the pixel electrode is a mirror surface, the birefringence effect of the liquid crystal layer,
Or the light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal layer can be reflected on the polarizing plate without being scattered, and the surface of the polarizing plate is a light scattering surface. If so, light incident on the liquid crystal display device from the surface side is scattered and then becomes linearly polarized light by the polarizing action of the polarizing plate, and the light reflected by the pixel electrode is colored light by the light analyzing action of the polarizing plate. Since the light is scattered after the light is not scattered until the light incident through the polarizing plate again passes through the polarizing plate to become colored light,
Therefore, a high-quality color image can be displayed.
【００２８】[0028]
［第１の実施例］以下、本発明の第１の実施例を図１〜
図５を参照して説明する。図１は反射型カラー液晶表示
装置の一部分の断面図、図２はその液晶セルの一部分の
平面図である。[First Embodiment] A first embodiment of the present invention will now be described with reference to FIGS.
This will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view of a part of a reflection type color liquid crystal display device, and FIG. 2 is a plan view of a part of the liquid crystal cell.
【００２９】この実施例の液晶表示装置は、液晶セル１
０と、１枚の偏光板３０と、１枚の位相差板４０とで構
成されており、偏光板３０は液晶セル１０の表面側に配
置され、位相差板４０は液晶セル１０と前記偏光板３０
との間に配置されている。The liquid crystal display device of this embodiment has a liquid crystal cell 1
0, one polarizing plate 30, and one retardation plate 40. The polarizing plate 30 is disposed on the surface side of the liquid crystal cell 10, and the retardation plate 40 is Board 30
And is located between.
【００３０】まず、上記液晶セル１０について説明する
と、この液晶セル１０は、２端子の非線形抵抗素子を能
動素子とするアクティブマトリックス液晶セルであり、
この実施例では、ＭＩＭを能動素子としたものを用いて
いる。First, the liquid crystal cell 10 will be described. The liquid crystal cell 10 is an active matrix liquid crystal cell using a two-terminal nonlinear resistance element as an active element.
In this embodiment, a device using MIM as an active element is used.
【００３１】この液晶セル１０の一対の基板１１，１２
のうち、裏面側の基板（図において下側の基板）１１
は、ガラス板等からなる絶縁性基板（ただし、透明であ
る必要はない）であり、この裏面側基板１１の内面つま
り液晶層との対向面には、複数の画素電極１３とこれら
各画素電極１３にそれぞれ対応する複数のＭＩＭ１４と
が、行方向（図２において横方向）および列方向（図２
において縦方向）にマトリックス状に配設されており、
その上に透明な配向膜１９が設けられている。A pair of substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10
Among them, the substrate on the back side (the lower substrate in the figure) 11
Is an insulating substrate made of a glass plate or the like (however, it is not necessary to be transparent). A plurality of pixel electrodes 13 and each of these pixel electrodes are provided on the inner surface of the backside substrate 11, that is, the surface facing the liquid crystal layer. 13 correspond to a plurality of MIMs 14 in a row direction (horizontal direction in FIG. 2) and a column direction (FIG. 2).
Are arranged in a matrix in the vertical direction).
A transparent alignment film 19 is provided thereon.
【００３２】上記ＭＩＭ１４は、上記裏面側基板１１の
上に形成された下部電極１５と、この下部電極１５を覆
う絶縁膜１６と、この絶縁膜１６の上に形成された上部
電極１７とからなっており、各行のＭＩＭ１４の下部電
極１５は、前記基板１１上に各画素電極行ごとに配線し
た駆動信号供給ライン１８につながり、また、各ＭＩＭ
１４の上部電極１７はそれぞれ、そのＭＩＭ１４が対応
する画素電極１３につながっている。The MIM 14 includes a lower electrode 15 formed on the rear substrate 11, an insulating film 16 covering the lower electrode 15, and an upper electrode 17 formed on the insulating film 16. The lower electrode 15 of the MIM 14 in each row is connected to a drive signal supply line 18 wired on the substrate 11 for each pixel electrode row.
Each of the 14 upper electrodes 17 is connected to the pixel electrode 13 to which the MIM 14 corresponds.
【００３３】また、各画素電極１３は光の反射膜を兼ね
ている。この画素電極１３は、アルミニウムまたはアル
ミニウム系合金等からなる光反射率の高い金属膜で形成
されており、その表面、つまり反射面はほぼ鏡面となっ
ている。Each pixel electrode 13 also serves as a light reflection film. The pixel electrode 13 is formed of a metal film having a high light reflectance made of aluminum or an aluminum-based alloy or the like, and its surface, that is, a reflection surface is almost a mirror surface.
【００３４】なお、この実施例では、ＭＩＭ１４の下部
電極１５と前記信号供給ライン１８とを同じ金属膜（ア
ルミニウムまたはアルミニウム系合金膜等）によって一
体に形成し、上部電極１７は前記画素電極１３と同じ金
属膜によって画素電極１３と一体に形成している。ま
た、この実施例では、前記ＭＩＭ１４の絶縁膜１６を、
前記下部電極１５および信号供給ライン１８の表面を陽
極酸化処理して形成しており、したがって、信号供給ラ
イン１８の表面も、その端子部（図示せず）を除いて絶
縁膜（陽極酸化膜）１６で覆われている。In this embodiment, the lower electrode 15 of the MIM 14 and the signal supply line 18 are integrally formed of the same metal film (aluminum or aluminum alloy film), and the upper electrode 17 is connected to the pixel electrode 13. The same metal film is formed integrally with the pixel electrode 13. In this embodiment, the insulating film 16 of the MIM 14 is
The surfaces of the lower electrode 15 and the signal supply line 18 are formed by anodic oxidation. Therefore, the surface of the signal supply line 18 is also an insulating film (anodic oxide film) except for its terminals (not shown). It is covered with 16.
【００３５】また、液晶セル１０の表面側基板（図にお
いて上側の基板）１２は、ガラス板または透明樹脂フィ
ルム等からなる透明基板（図ではガラス板）であり、こ
の表面側基板１２の内面つまり液晶層との対向面には、
上記裏面側基板１１に配設した各列の画素電極１３にぞ
れぞれ対向する複数本の透明な対向電極２０が設けら
れ、その上に透明な配向膜２１が設けられている。な
お、前記対向電極２０は、ＩＴＯ等の透明導電膜で形成
されている。The front substrate (upper substrate in the drawing) 12 of the liquid crystal cell 10 is a transparent substrate (glass plate in the drawing) made of a glass plate or a transparent resin film. On the surface facing the liquid crystal layer,
A plurality of transparent opposing electrodes 20 are provided so as to oppose the pixel electrodes 13 of each column disposed on the backside substrate 11, respectively, and a transparent alignment film 21 is provided thereon. The counter electrode 20 is formed of a transparent conductive film such as ITO.
【００３６】さらに、この表面側基板１２の内面には、
上記裏面側基板１１に配設した各画素電極１３間の間隙
に対応するブラックマスク２２が設けられており、この
ブラックマスク２２も前記配向膜２１で覆われている。Further, on the inner surface of the front side substrate 12,
A black mask 22 corresponding to the gap between the pixel electrodes 13 disposed on the back substrate 11 is provided, and the black mask 22 is also covered with the alignment film 21.
【００３７】このブラックマスク２２は、図２に示した
ように、裏面側基板１１に配設した各画素電極１３の行
間および列間に対応する格子状パターンに形成されてお
り、その縦横の各辺部は、その両側縁がそれぞれ、隣り
合う画素電極１３の縁部に僅かな重なり幅で対向する幅
に形成されている。As shown in FIG. 2, the black mask 22 is formed in a lattice pattern corresponding to the space between the rows and columns of the pixel electrodes 13 disposed on the backside substrate 11, and each of the vertical and horizontal lines is formed. The side portion is formed to have a width such that both side edges thereof respectively oppose the edge portion of the adjacent pixel electrode 13 with a slight overlap width.
【００３８】なお、裏面側基板１１に配設したＭＩＭ１
４は、図２に示したように各画素電極１３の間の部分に
あり、したがって、前記ブラックマスク２２は、前記Ｍ
ＩＭ１４にもその全体を覆うように対向している。The MIM 1 provided on the back side substrate 11
4 are located between the pixel electrodes 13 as shown in FIG. 2, so that the black mask 22
It also faces the IM 14 so as to cover the whole.
【００３９】上記ブラックマスク２２は、黒色系樹脂か
らなる絶縁性マスクであり、このブラックマスク２２の
縦辺部（画素電極１３の列間に対応する辺部）は、各対
向電極２０の間の部分（基板１２の内面）に、その両側
縁をそれぞれ隣り合う対向電極２０の縁部に僅かな重な
り幅でラップさせて形成され、横辺部（画素電極１３の
行間に対応する辺部）は、対向電極２０の上にこの電極
２０を横切るように形成されている。The black mask 22 is an insulating mask made of a black resin, and a vertical side (a side corresponding to a space between the columns of the pixel electrodes 13) of the black mask 22 is provided between the respective counter electrodes 20. A portion (the inner surface of the substrate 12) is formed by wrapping both side edges thereof with an edge portion of the adjacent counter electrode 20 with a slight overlap width, and a horizontal side portion (a side portion corresponding to a space between rows of the pixel electrodes 13) is formed. Are formed on the counter electrode 20 so as to cross the electrode 20.
【００４０】なお、このブラックマスク２２は、例え
ば、対向電極２０を形成した表面側基板１２面に黒色系
の感光性樹脂を塗布して所定パターンの露光マスクを用
いて露光処理し、その後この感光性樹脂を現像処理して
焼成する方法で形成されたものである。The black mask 22 is formed, for example, by applying a black photosensitive resin to the surface of the front substrate 12 on which the counter electrode 20 is formed and performing an exposure process using a predetermined pattern of an exposure mask. It is formed by a method of developing and baking a conductive resin.
【００４１】そして、上記裏面側基板１１と表面側基板
１２とは、その外周縁部において枠状のシール材（図示
せず）を介して接合されており、液晶ＬＣは両基板１
１，１２間の前記シール材で囲まれた領域に充填されて
いる。The back side substrate 11 and the front side substrate 12 are joined via a frame-shaped sealing material (not shown) at an outer peripheral edge thereof, and the liquid crystal LC is connected to both substrates 1.
The area between the first and second sealing materials is filled with the sealing material.
【００４２】この液晶ＬＣは、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶ＬＣの分子は、両基板１
１，１２に設けた配向膜１９，２１によってそれぞれの
基板１１，１２上での配向方向を規制され、両基板１
１，１２間においてツイスト配向されている。なお、上
記配向膜１９，２１は、ポリイミド等からなる水平配向
膜であり、その膜面にはラビングによる配向処理が施さ
れている。The liquid crystal LC is a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy.
The alignment directions on the substrates 11 and 12 are regulated by the alignment films 19 and 21 provided on the substrates 1 and 12, respectively.
It is twist-oriented between 1 and 12. The alignment films 19 and 21 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and their film surfaces are subjected to an alignment treatment by rubbing.
【００４３】一方、上記偏光板３０は、その一面、例え
ば表面が光散乱面Ａとなっている偏光板であり、この偏
光板３０は、その透過軸を前記液晶セル１０の表面側基
板１２上における液晶分子の配向方向に対して斜めずら
して設けられている。On the other hand, the polarizing plate 30 is a polarizing plate whose one surface, for example, the surface is a light scattering surface A. The polarizing plate 30 has its transmission axis set on the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10. Are obliquely displaced with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules.
【００４４】この偏光板３０の表面の光散乱面Ａは、図
３にその一部分の断面を拡大して示したように、偏光板
３０の表面に微小な凹凸をもつ透明膜３１を形成して構
成されている。The light scattering surface A on the surface of the polarizing plate 30 is obtained by forming a transparent film 31 having minute irregularities on the surface of the polarizing plate 30 as shown in an enlarged cross section of a part of FIG. It is configured.
【００４５】上記透明膜３１は、アクリル樹脂等の光透
過率の高い樹脂からなっており、この透明膜３１は、樹
脂材料を微小な凹凸をもつ印刷版を用いて偏光板３０面
に転写印刷して硬化させる方法、前記樹脂材料を偏光板
３０面に均一厚さに塗布して型押しにより凹凸を付けた
後に硬化させる方法、あるいは、前記樹脂材料にシリカ
等からなる透明な微粒子を混入したものを偏光板３０面
に塗布して硬化させる方法のいずれかによって形成され
ている。The transparent film 31 is made of a resin having a high light transmittance such as an acrylic resin. The transparent film 31 is formed by transferring and printing a resin material on the surface of the polarizing plate 30 using a printing plate having minute irregularities. A method of curing the resin material, applying the resin material to the polarizing plate 30 in a uniform thickness and embossing it by embossing, or mixing the resin material with transparent fine particles made of silica or the like. It is formed by any of the methods of applying an object to the surface of the polarizing plate 30 and curing.
【００４６】この透明膜３１の凹凸の平均高さ（凹面と
凸面との高さの差）ｈは１〜５μｍ、凹凸の平均ピッチ
ｐは５〜４０μｍであり、上記光散乱面Ａのヘイズ値
は、９〜１４％である。The average height h (difference between the concave surface and the convex surface) of the unevenness of the transparent film 31 is 1 to 5 μm, the average pitch p of the unevenness is 5 to 40 μm, and the haze value of the light scattering surface A is Is 9 to 14%.
【００４７】なお、上記ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ ６７
１４に準ずる積分球式光線透過率測定装置（ヘイズメー
タ）による測定値である。このヘイズ値は次式により算
出される。The haze value is determined according to JIS K67.
14 is a value measured by an integrating sphere light transmittance measuring device (haze meter) according to No. 14. This haze value is calculated by the following equation.
【００４８】全光線透過率；Ｔt(%)＝Ｔ2 ／Ｔ1 平行光線透過率；Ｔp(%)＝Ｔt −Ｔd 拡散透過率；Ｔd(%)＝［Ｔ4 −Ｔ3 ×（Ｔ2 ／Ｔ1 ）］
／Ｔ1 ヘイズ値；Ｈ(%) ＝（Ｔd ／Ｔt ）×１００ Ｔ1 ；入射光線量 Ｔ2 ；全光線透過光量 Ｔ3 ；測定装置の拡散光量 Ｔ4 ；試験片（透明膜３１）と測定装置による拡散光量 また、上記位相差板４０は、ポリカーボネート等の一軸
延伸フィルムからなっており、この位相差板４０は、上
記液晶セル１０の表面側に配置した偏光板３０と前記液
晶セル１０との間に、位相差板４０の遅相軸（延伸軸）
と偏光板３０の透過軸とを所定角度斜めにずらした状態
で配置されている。なお、この位相差板４０は液晶セル
１０の表面（表面側基板１２の外面）に接着され、偏光
板３０は位相差板４０の表面に接着されている。Total light transmittance; Tt (%) = T2 / T1 Parallel light transmittance; Tp (%) = Tt−Td Diffuse transmittance; Td (%) = [T4−T3 × (T2 / T1)]
/ T1 haze value; H (%) = (Td / Tt) × 100 T1; incident light amount T2; total light transmitted light amount T3; diffused light amount of measuring device T4; diffused light amount by test piece (transparent film 31) and measuring device The retardation plate 40 is made of a uniaxially stretched film such as polycarbonate. The retardation plate 40 is disposed between the polarizing plate 30 disposed on the surface of the liquid crystal cell 10 and the liquid crystal cell 10. Slow axis (stretch axis) of retardation plate 40
And the transmission axis of the polarizing plate 30 are displaced obliquely at a predetermined angle. The retardation plate 40 is adhered to the surface of the liquid crystal cell 10 (the outer surface of the front substrate 12), and the polarizing plate 30 is adhered to the surface of the retardation plate 40.
【００４９】そして、この実施例の液晶表示装置では、
上記液晶セル１０の両基板１１，１２上における液晶分
子の配向方向（配向膜１９，２１のラビング方向）と、
偏光板３０の透過軸の方向および位相差板４０の遅相軸
の方向を次のように設定している。In the liquid crystal display of this embodiment,
The alignment direction of liquid crystal molecules on both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 (rubbing direction of alignment films 19 and 21);
The direction of the transmission axis of the polarizing plate 30 and the direction of the slow axis of the phase difference plate 40 are set as follows.
【００５０】なお、この実施例では、液晶セル１０の裏
面側基板１１上における液晶分子配向方向を方位角０°
の方向とし、この方向を基準として、液晶セル１０の表
面側基板１２上における液晶分子配向方向と偏光板３０
の透過軸方向および位相差板４０の遅相軸方向を設定し
ている。In this embodiment, the orientation direction of the liquid crystal molecules on the back substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is set to an azimuth of 0 °.
And the liquid crystal molecule alignment direction on the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30 based on this direction.
And the slow axis direction of the phase difference plate 40 are set.
【００５１】すなわち、図４は、上記液晶表示装置にお
ける液晶セル１０の液晶分子配向方向と、位相差板４０
の遅相軸と、偏光板３０の透過軸とを示す平面図であ
り、図において１１ａは液晶セル１０の裏面側基板１１
上における液晶分子の配向方向、１２ａは液晶セル１０
の表面側基板１２上における液晶分子の配向方向を示し
ている。That is, FIG. 4 shows the orientation of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the phase difference plate 40 in the liquid crystal display device.
FIG. 11 is a plan view showing a slow axis of the liquid crystal panel and a transmission axis of the polarizing plate 30;
The orientation direction of the liquid crystal molecules above, 12a is the liquid crystal cell 10
3 shows the orientation direction of liquid crystal molecules on the front substrate 12.
【００５２】この図４のように、液晶セル１０の表面側
基板１２上における液晶分子配向方向１２ａは、裏面側
基板１１上における液晶分子配向方向１１ａ方向、つま
り方位角０°の方向に対し、表面側から見て左回りにほ
ぼ９０°ずれており、液晶ＬＣの分子は両基板１１，１
２間においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向さ
れている。As shown in FIG. 4, the liquid crystal molecule orientation direction 12a on the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the same as the liquid crystal molecule orientation direction 11a on the back substrate 11, that is, the azimuth angle of 0 °. The liquid crystal LC is substantially 90 ° counterclockwise as viewed from the front side, and the molecules of the liquid crystal LC are both substrates 11, 1
Twist orientation is performed at a twist angle of about 90 ° between the two.
【００５３】また、図４において、３０ａは偏光板３０
の透過軸、４０ａは位相差板４０の遅相軸を示してお
り、偏光板３０の透過軸３０ａは上記方位角０°の方向
に対し表面側から見て左回りにほぼ４５°の方向、位相
差板４０の遅相軸４０ａは前記方位角０°の方向に対し
表面側から見て左回りにほぼ１４０°の方向にあり、し
たがって、位相差板４０の遅相軸４０ａは、偏光板３０
の透過軸３０ａに対して、表面側から見て左回りにほぼ
９５°斜めにずれている。In FIG. 4, reference numeral 30a denotes a polarizing plate 30.
The transmission axis 40a indicates the slow axis of the phase difference plate 40, and the transmission axis 30a of the polarizing plate 30 is approximately 45 ° counterclockwise as viewed from the front side with respect to the azimuth angle of 0 °, The slow axis 40a of the phase difference plate 40 is substantially 140 ° counterclockwise when viewed from the surface side with respect to the direction of the azimuth angle of 0 °. Therefore, the slow axis 40a of the phase difference plate 40 is 30
With respect to the transmission axis 30a of FIG.
【００５４】この液晶表示装置は、その表面側から入射
する光（自然光または室内照明光等）を利用して表示す
る反射型のものであり、この液晶表示装置においては、
その表面側からの入射光（外光）が偏光板３０と位相差
板４０とを通って液晶セル１０に入射し、その液晶層を
通った光が、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面にお
いて反射膜を兼ねる画素電極１３により反射され、再び
液晶層と位相差板４０とを通って前記偏光板３０に入射
して、この偏光板３０を透過する光が液晶表示装置の表
面側に出射する。This liquid crystal display device is of a reflection type in which display is performed by using light (natural light or indoor illumination light or the like) incident from the surface side. In this liquid crystal display device,
The incident light (external light) from the front side enters the liquid crystal cell 10 through the polarizing plate 30 and the phase difference plate 40, and the light passing through the liquid crystal layer is applied to the inner surface of the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10. The light is reflected by the pixel electrode 13 also serving as a reflection film, passes through the liquid crystal layer and the phase difference plate 40, is incident on the polarizing plate 30, and the light transmitted through the polarizing plate 30 is emitted toward the surface of the liquid crystal display device. I do.
【００５５】そして、この液晶表示装置においては、偏
光板３０の透過軸３０ａに対して位相差板４０の遅相軸
４０ａが斜めにずれているため、前記偏光板３０を通っ
て入射した直線偏光が、位相差板４０を通る過程でその
複屈折効果により波長ごとに偏光状態が異なる楕円偏光
となり、次いで液晶セル１０の液晶層を通る過程でこの
液晶層の複屈折効果により偏光状態を変えられるととも
に、その光が液晶セル１０の裏面側基板１１の内面にお
いて画素電極１３により反射され、再び液晶層と位相差
板４０とを通る過程でさらに偏光状態を変えられて前記
偏光板３０に入射する。In this liquid crystal display device, since the slow axis 40a of the retardation plate 40 is obliquely shifted with respect to the transmission axis 30a of the polarizing plate 30, the linearly polarized light incident through the polarizing plate 30 is incident. However, in the process of passing through the retardation plate 40, the polarization state is changed to elliptically polarized light having a different polarization state for each wavelength due to the birefringence effect. At the same time, the light is reflected by the pixel electrode 13 on the inner surface of the backside substrate 11 of the liquid crystal cell 10, is further changed in the polarization state while passing through the liquid crystal layer and the phase difference plate 40, and enters the polarizing plate 30. .
【００５６】そして、この偏光板３０に入射した反射光
は、位相差板４０と液晶層の複屈折効果により偏光状態
を変えられた、波長ごとに偏光状態が異なる楕円偏光で
あるため、そのうち、前記偏光板３０を透過する偏光成
分の波長光だけがこの偏光板３０を透過して出射し、こ
の出射光がその各波長光の光量比に対応した着色光とな
って液晶表示装置の表面に出射する。The reflected light that has entered the polarizing plate 30 is elliptically polarized light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the retardation plate 40 and the liquid crystal layer and has a different polarization state for each wavelength. Only the light having the wavelength of the polarized light component transmitted through the polarizing plate 30 is transmitted through the polarizing plate 30 and emitted, and the emitted light becomes colored light corresponding to the light quantity ratio of each wavelength light, and is formed on the surface of the liquid crystal display device. Emit.
【００５７】すなわち、上記液晶表示装置は、カラーフ
ィルタを用いずに、位相差板４０および液晶セル１０の
液晶層の複屈折効果と偏光板３０の偏光および検光作用
とを利用して光を着色するものであり、したがって、カ
ラーフィルタを透過させる場合に比べて透過光量のロス
を大幅に低減できるから、高輝度の着色光を得ることが
できる。That is, the liquid crystal display device uses the birefringence effect of the retardation plate 40 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization and light analysis of the polarizing plate 30 without using a color filter. Since the light is colored, the loss of the amount of transmitted light can be greatly reduced as compared with the case where the light is transmitted through a color filter, so that high-luminance colored light can be obtained.
【００５８】つまり、カラーフィルタは、その色に対応
する波長域以外の波長光を吸収して光を着色するが、こ
のカラーフィルタは、その色に対応する波長域の光もか
なり高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタによっ
て光を着色する液晶表示装置では、表示装置に入射する
光のうちの着色光となる波長帯域の光量に比べて、カラ
ーフィルタを通った着色光の光量がかなり減少する。That is, the color filter absorbs light having a wavelength other than the wavelength range corresponding to the color and colors the light. However, this color filter also has a considerably high absorption rate in the wavelength range corresponding to the color. In a liquid crystal display device in which light is colored by a color filter to absorb light, the amount of colored light passing through the color filter is considerably reduced as compared with the amount of light in a wavelength band that becomes colored light among the light incident on the display device. .
【００５９】この点、上記実施例の液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに透過光を着色するものであるた
め、カラーフィルタによる光吸収はないし、また位相差
板４０と液晶層は、その複屈折効果により透過光の偏光
状態を変えるだけで、ほとんど光を吸収しないため、こ
れらの複屈折効果により偏光状態を変えられ、偏光板３
０を透過して出射する着色光の光量は、前記偏光板３０
を通って入射した直線偏光のうちの前記着色光となる波
長帯域の光の量とほとんど変わらないから、高輝度の着
色光が得られる。In this respect, since the liquid crystal display device of the above embodiment is for coloring transmitted light without using a color filter, no light is absorbed by the color filter, and the retardation plate 40 and the liquid crystal layer The birefringence effect only changes the polarization state of the transmitted light and hardly absorbs light. Therefore, the polarization state can be changed by these birefringence effects, and the polarizing plate 3
The amount of the colored light that passes through and exits from the polarizing plate 30
Out of the linearly polarized light that has passed through the filter and hardly differs from the amount of light in the wavelength band that becomes the colored light, so that colored light with high luminance can be obtained.
【００６０】また、カラーフィルタによって光を着色す
る液晶表示装置では、その表示色がカラーフィルタの色
によって決まるため、１つの画素で複数の色を表示する
ことはできなかったが、上記実施例の液晶表示装置によ
れば、１つの画素で複数の色を表示することができる。In a liquid crystal display device in which light is colored by a color filter, the display color is determined by the color of the color filter, so that a single pixel cannot display a plurality of colors. According to the liquid crystal display device, one pixel can display a plurality of colors.
【００６１】すなわち、上記実施例の液晶表示装置にお
いては、位相差板４０の複屈折効果は変化しないが、液
晶セル１０の液晶層の複屈折効果は、両基板１１，１２
の電極１３，２０間に印加される電圧によって液晶分子
の配向状態が変化するのにともなって変化するため、液
晶セル１０への印加電圧を制御して、位相差板４０と液
晶セル１０の液晶層とを通った光の偏光状態を変化させ
てやれば、偏光板３０を透過して出射する着色光の色を
変化させることができ、したがって、１つの画素で複数
の色を表示することができる。That is, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the birefringence effect of the retardation plate 40 does not change, but the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 is reduced by the two substrates 11 and 12.
Since the voltage applied between the electrodes 13 and 20 changes with the change in the alignment state of the liquid crystal molecules, the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is controlled to control the phase difference plate 40 and the liquid crystal of the liquid crystal cell 10. By changing the polarization state of light passing through the layer, it is possible to change the color of the colored light transmitted through and emitted from the polarizing plate 30, and therefore, it is possible to display a plurality of colors with one pixel. it can.
【００６２】なお、この液晶表示装置の表示駆動は、基
本的には、一般に知られているＭＩＭを能動素子とする
アクティブマトリックス液晶表示装置の表示駆動と同様
に、液晶セル１０の各駆動信号供給ライン１８（または
各対向電極２０）に順次走査信号を供給し、それに同期
させて各対向電極２０（または各駆動信号供給ライン１
８）に画像データに応じたデータ信号を供給することに
よって行なえばよく、このようにして駆動すると、駆動
信号供給ライン１８と対向電極２０との間の電位差に応
じた電圧がＭＩＭ１４を介して、画素電極１３と対向電
極２０とその間の液晶ＬＣとで構成される画素容量にチ
ャージされ、そのチャージ電圧によって液晶分子が動作
する。The display driving of the liquid crystal display device is basically performed in the same manner as the display driving of an active matrix liquid crystal display device using a generally known MIM as an active element. A scanning signal is sequentially supplied to the line 18 (or each of the opposing electrodes 20), and in synchronization therewith, each of the opposing electrodes 20 (or each of the driving signal supply lines 1) is synchronized.
8) may be performed by supplying a data signal corresponding to the image data. When driving is performed in this manner, a voltage corresponding to the potential difference between the drive signal supply line 18 and the counter electrode 20 is supplied via the MIM 14. The pixel capacitor composed of the pixel electrode 13, the counter electrode 20, and the liquid crystal LC between them is charged, and the liquid crystal molecules are operated by the charged voltage.
【００６３】上記液晶表示装置の表示色について説明す
ると、例えば上述したように、液晶セル１０が液晶分子
を両基板１１，１２間においてほぼ９０°のツイスト角
でツイスト配向させたものであって、その両基板１１，
１２上における液晶分子の配向方向１１ａ，１２ａと、
偏光板３０の透過軸３０ａと、位相差板４０の遅相軸４
０ａとがそれぞれ図４に示した方向にあり、かつ、液晶
セル１０のΔｎ・ｄ（液晶ＬＣの屈折率異方性Δｎと液
晶層厚ｄとの積）の値が約１０００ｎｍ、位相差板４０
のリタデーションの値が約６００ｎｍである場合は、１
つの画素で赤、緑、青、白の色を表示することができ
る。The display color of the liquid crystal display device will be described. For example, as described above, the liquid crystal cell 10 is one in which liquid crystal molecules are twist-aligned between the substrates 11 and 12 at a twist angle of approximately 90 °. The two substrates 11,
Orientation directions 11a and 12a of liquid crystal molecules on
The transmission axis 30a of the polarizing plate 30 and the slow axis 4 of the retardation plate 40
0a are in the directions shown in FIG. 4, respectively, and the value of Δn · d (the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal LC and the thickness d of the liquid crystal layer) of the liquid crystal cell 10 is about 1000 nm; 40
When the retardation value of is about 600 nm, 1
One pixel can display red, green, blue, and white colors.
【００６４】図５は、上記液晶表示装置の印加電圧に対
する出射光の色変化を示すＣＩＥ色度図であり、液晶表
示装置にその法線に対して３０°の方向（方位は任意で
よい）から白色光を入射させ、液晶表示装置の法線方向
から出射光を観察した結果を示している。FIG. 5 is a CIE chromaticity diagram showing the color change of the emitted light with respect to the applied voltage of the liquid crystal display device. The direction of the liquid crystal display device at 30 ° with respect to the normal line (the direction may be arbitrary). The figure shows the result of observation of emitted light from the normal direction of the liquid crystal display device when white light is incident on the liquid crystal display device.
【００６５】この図５のように、上記液晶表示装置にお
いては、液晶セル１０の電極１３，２０間に印加する電
圧値を大きくしてゆくのにともなって、出射光の色がＰ
S 点からＰe 点まで矢印のように変化してゆき、その途
中で、光強度が高くかつ色純度もよい、緑Ｇ、青Ｂ、赤
Ｒ、白Ｗの色になる。As shown in FIG. 5, in the above-mentioned liquid crystal display device, the color of the emitted light changes to P as the voltage applied between the electrodes 13 and 20 of the liquid crystal cell 10 increases.
From point S to point Pe, the color changes as indicated by arrows, and in the middle, the colors of green G, blue B, red R, and white W have high light intensity and good color purity.
【００６６】これら各色Ｇ，Ｂ，Ｒ，Ｗのｘコーデネイ
ト値とｙコーデネイト値は、緑Ｇでｘ＝０．２９９，ｙ
＝０．３９６、青Ｂでｘ＝０．２４７，ｙ＝０．２３
３、赤Ｒでｘ＝０．３９９，ｙ＝０．４０２、白Ｗでｘ
＝０．３３２，ｙ＝０．３５１であり、いずれも十分満
足できる色純度をもっている。The x coordinate value and y coordinate value of each of these colors G, B, R, and W are x = 0.299, y for green G.
= 0.396, x = 0.247 for blue B, y = 0.23
3. x = 0.399, y = 0.402 for red R, x for white W
= 0.332 and y = 0.351, all of which have sufficiently satisfactory color purity.
【００６７】なお、上記液晶表示装置においては、図５
のように、出射光の色が、緑Ｇから青Ｂに変化してゆく
途中においても白Ｗに近い色になるが、この付近では、
電圧の変化に対する色変化が大きく、したがって、この
色を表示させるための電圧制御が面倒であるから、白Ｗ
の表示は、赤Ｒの表示色を得る電圧より高い電圧によっ
て表示させるのが望ましい。In the above liquid crystal display device, FIG.
As shown in the figure, while the color of the emitted light is changing from green G to blue B, the color becomes close to white W.
Since the color change with respect to the voltage change is large and the voltage control for displaying this color is troublesome, the white W
Is desirably displayed with a voltage higher than the voltage for obtaining the display color of red R.
【００６８】このように、上記液晶表示装置は、その出
射光の色が印加電圧に応じて緑Ｇ、青Ｂ、赤Ｒ、白Ｗの
色になるため、１つの画素で赤、緑、青、白の色を表示
することができるし、また隣接する複数の画素に異なる
色を表示させることにより、前記赤、緑、青、白のうち
の複数の色による混色を表示させることもできる。As described above, in the liquid crystal display device, the color of the emitted light becomes green G, blue B, red R, and white W in accordance with the applied voltage. , White, and different colors are displayed on a plurality of adjacent pixels, so that a mixed color of a plurality of colors among the red, green, blue, and white can be displayed.
【００６９】なお、上記液晶表示装置の表示色は、液晶
セル１０の両基板１１，１２上における液晶分子の配向
方向１１ａ，１２ａおよび液晶分子のツイスト角と、偏
光板３０の透過軸３０ａの方向と、位相差板４０の遅相
軸４０ａの方向およびそのリタデーションと、液晶セル
１０のΔｎ・ｄの値と、印加電圧とによって決まるか
ら、これらの条件を選択すれば表示色を任意に選ぶこと
ができる。The display colors of the liquid crystal display device include the orientation directions 11a and 12a of the liquid crystal molecules on both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, the twist angles of the liquid crystal molecules, and the direction of the transmission axis 30a of the polarizing plate 30. And the direction of the slow axis 40a of the retardation plate 40 and its retardation, the value of Δn · d of the liquid crystal cell 10, and the applied voltage. Therefore, if these conditions are selected, the display color can be arbitrarily selected. Can be.
【００７０】そして、上記液晶表示装置は、反射型のも
のであるが、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に設
けた画素電極１３で光を反射させるとともに、液晶セル
１０の表面側に配置した偏光板３０に、外部からの入射
光を直線偏光とするための偏光作用と、位相差板４０お
よび液晶層によって偏光状態を変えられた光の透過を制
御する検光作用との両方の作用をもたせているため、液
晶セル１０の両基板１１，１２のうち、光が通るのは表
面側基板１２だけであるし、また偏光板３０も１枚だけ
でよいから、液晶セルの基板および偏光板での光吸収に
よる光量ロスを少なくして、より明るいカラー表示を得
ることができる。The above-mentioned liquid crystal display device is of a reflection type. The light is reflected by the pixel electrode 13 provided on the inner surface of the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10 and is disposed on the front surface of the liquid crystal cell 10. The polarizing plate 30 has both a polarizing action for converting externally incident light into linearly polarized light and an analyzing action for controlling transmission of light whose polarization state has been changed by the phase difference plate 40 and the liquid crystal layer. Therefore, of the two substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10, light passes through only the front substrate 12 and only one polarizing plate 30 is required. It is possible to obtain a brighter color display by reducing loss of light amount due to light absorption by the plate.
【００７１】なお、この液晶表示装置においては、光
が、位相差板４０と液晶セル１０の液晶層も通るが、こ
の位相差板４０と液晶層は前述したようにほとんど光を
吸収しないため、これらによる光量ロスはほとんどな
い。In this liquid crystal display device, light also passes through the phase difference plate 40 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. However, since the phase difference plate 40 and the liquid crystal layer hardly absorb light as described above, There is almost no light quantity loss due to these.
【００７２】また、上記実施例の液晶表示装置において
は、偏光板３０を通って入射した光が、位相差板４０の
複屈折効果と液晶セル１０の液晶層の複屈折効果とによ
っても偏光状態を変えられるため、波長ごとの偏光状態
が大きく異なる楕円偏光を前記偏光板３０に入射させ
て、鮮明な色の着色光を得ることができるし、また、液
晶セル１０に液晶分子が基板１１，１２面に対してほぼ
垂直に立上がり配向する電圧を印加したとき、つまり液
晶層の複屈折効果が見掛上ほとんどなくなったときで
も、位相差板４０の複屈折効果によって入射光を楕円偏
光とし、この楕円偏光を偏光板３０に入射させて着色光
を得ることができる。Further, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the light incident through the polarizing plate 30 is polarized by the birefringence effect of the retardation plate 40 and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. Can be changed so that elliptically polarized light having a significantly different polarization state for each wavelength can be incident on the polarizing plate 30 to obtain a clear colored light, and the liquid crystal cell 10 has liquid crystal molecules on the substrate 11, When a voltage that rises and orients substantially perpendicular to the 12 plane is applied, that is, even when the birefringence effect of the liquid crystal layer is almost completely eliminated, the incident light is converted into elliptically polarized light by the birefringence effect of the retardation plate 40, This elliptically polarized light can be made incident on the polarizing plate 30 to obtain colored light.
【００７３】さらに、上記液晶表示装置においては、液
晶セル１０の表面側基板１２の内面に、この液晶セル１
０の裏面側基板１１に配設した各画素電極１３間の間隙
に対応するブラックマスク２２を設けているため、各画
素間のコントラストを鮮明にして高品位の画像を表示す
ることができる。Further, in the liquid crystal display device, the liquid crystal cell 1 is provided on the inner surface of the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10.
Since the black masks 22 corresponding to the gaps between the respective pixel electrodes 13 provided on the back side substrate 11 of 0 are provided, the contrast between the respective pixels is sharp and a high-quality image can be displayed.
【００７４】また、上記液晶表示装置においては、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３
に反射膜を兼ねさせているため、この画素電極１３の表
面を粗面化して拡散反射面とすることは難しいが、前記
偏光板３０の表面が光散乱面Ａとなっているため、前記
画素電極１３の表面（反射面）が鏡面であっても、表示
観察者の顔やその背景等の外部像が画素電極の表面に写
って見える、いわゆる外部像の写り込みを生じることは
ない。In the above-mentioned liquid crystal display device, the pixel electrode 13 provided on the inner surface of the backside substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is provided.
Although it is difficult to roughen the surface of the pixel electrode 13 to be a diffuse reflection surface because the surface also functions as a reflection film, since the surface of the polarizing plate 30 is a light scattering surface A, Even if the surface (reflection surface) of the electrode 13 is a mirror surface, an external image such as a display observer's face and its background is not reflected on the surface of the pixel electrode, that is, a so-called external image is not reflected.
【００７５】すなわち、上記液晶表示装置は、光の透過
率が非常に高いため、反射膜を兼ねる画素電極１３の表
面が鏡面であると、表示観察者の顔やその背景等の外部
像が画素電極１３の表面に写り、その像が表示画像と重
なって見えるが、液晶表示装置の表面にある偏光板３０
の表面が光散乱面Ａであれば、外部像に対応する光も偏
光板３０の表面で散乱されるから、前記外部像の写り込
みは生じない。That is, since the liquid crystal display device has a very high light transmittance, if the surface of the pixel electrode 13 serving also as a reflective film is a mirror surface, an external image such as the face of a display observer or the background thereof is not reflected in the pixel. The image appears on the surface of the electrode 13 and appears to overlap the display image.
Is a light scattering surface A, the light corresponding to the external image is also scattered on the surface of the polarizing plate 30, so that the reflection of the external image does not occur.
【００７６】しかも、上記液晶表示装置においては、反
射膜を兼ねる画素電極１３の表面が鏡面であるため、位
相差板４０および液晶層の複屈折効果により偏光状態を
変えられた光を散乱させることなく反射させて偏光板３
０に入射させることができるし、また、前記偏光板３０
の表面が光散乱面Ａであれば、液晶表示装置にその表面
側から入射する光が散乱されてから偏光板３０の偏光作
用により直線偏光になるとともに、前記画素電極１３で
反射された光が前記偏光板３０の検光作用により着色光
となってから散乱されるため、偏光板３０を通って入射
した光が再び前記偏光板３０を通って着色光となるまで
は光が散乱されることはなく、したがって、品質の良い
カラー画像を表示することができる。Further, in the above-mentioned liquid crystal display device, since the surface of the pixel electrode 13 serving also as a reflection film is a mirror surface, it is possible to scatter light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the retardation plate 40 and the liquid crystal layer. Polarizing plate 3
0, and the polarizing plate 30
Is a light scattering surface A, the light incident on the liquid crystal display device from the surface side is scattered and then becomes linearly polarized light by the polarizing action of the polarizing plate 30, and the light reflected by the pixel electrode 13 is Since the light is scattered after being turned into colored light by the light analyzing action of the polarizing plate 30, the light is scattered until the light incident through the polarizing plate 30 becomes the colored light again through the polarizing plate 30. Therefore, a high-quality color image can be displayed.
【００７７】なお、上記光散乱面Ａの散乱効果は、上述
したヘイズ値によって決まり、このヘイズ値が２５％以
上であると、偏光板３０を透過して出射する着色光も大
きく散乱されて表示画像が不鮮明になり、またヘイズ値
が６％以下であると上記外部像の写り込みを生じるが、
光散乱面Ａのヘイズ値が９〜１４％の範囲であれば、鮮
明な表示画像を得るとともに外部像の写り込みもなくす
ことができる。The scattering effect of the light-scattering surface A is determined by the above-mentioned haze value. When the haze value is 25% or more, the colored light transmitted through the polarizing plate 30 and scattered is greatly scattered. When the image becomes unclear and the haze value is 6% or less, reflection of the external image occurs.
When the haze value of the light scattering surface A is in the range of 9 to 14%, a clear display image can be obtained and the reflection of an external image can be prevented.
【００７８】しかも、上記液晶表示装置では、液晶セル
１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３に反
射膜を兼ねさせているため、液晶セル１０の裏面側基板
１１の内面で光を反射させるようにしたものでありなが
ら、液晶セル１０の構造を簡素化するとともにその製造
を容易にすることができる。Moreover, in the liquid crystal display device, since the pixel electrode 13 provided on the inner surface of the back substrate 11 of the liquid crystal cell 10 also serves as a reflection film, light is emitted on the inner surface of the back substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Although the light is reflected, the structure of the liquid crystal cell 10 can be simplified and its manufacture can be facilitated.
【００７９】［第２の実施例］なお、上記第１の実施例
では、ブラックマスク２２を液晶セル１０の表面側基板
１２の内面に設けているが、このブラックマスク２２
は、画素電極１３およびＭＩＭ１４を配設した裏面側基
板１１の内面に設けてもよい。[Second Embodiment] In the first embodiment, the black mask 22 is provided on the inner surface of the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10.
May be provided on the inner surface of the back side substrate 11 on which the pixel electrodes 13 and the MIM 14 are provided.
【００８０】図６および図７は、本発明の第２の実施例
を示す反射型カラー液晶表示装置の一部分の断面図およ
びその液晶セルの一部分の平面図であり、この実施例
は、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に、この基板
１１に配設した各画素電極１３間の間隙に対応させてブ
ラックマスク２２を設け、その上に配向膜（透明膜）１
９を設けたものである。FIGS. 6 and 7 are a sectional view of a part of a reflection type color liquid crystal display device and a plan view of a part of the liquid crystal cell, respectively, showing a second embodiment of the present invention. 10, a black mask 22 is provided on the inner surface of the back side substrate 11 so as to correspond to the gap between the pixel electrodes 13 disposed on the substrate 11, and an alignment film (transparent film) 1 is formed thereon.
9 is provided.
【００８１】なお、この実施例の液晶表示装置は、ブラ
ックマスク２２を液晶セル１０の裏面側基板１１の内面
に設けた点を除けば、その他の構成は上述した第１の実
施例のものと同じであり、またブラックマスク２２の形
状も第１の実施例とほぼ同じであるから、構成の説明は
図に同符号を付して省略する。The liquid crystal display of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that a black mask 22 is provided on the inner surface of the back substrate 11 of the liquid crystal cell 10. The configuration is the same, and the shape of the black mask 22 is also substantially the same as in the first embodiment.
【００８２】また、この実施例の液晶表示装置も、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３
で光を反射させて表示するとともに、カラーフィルタを
用いずに、位相差板４０および液晶セル１０の液晶層の
複屈折効果と偏光板３０の偏光および検光作用とを利用
して光を着色するものであって、得られる種々の効果も
第１の実施例と同じであるから、その説明も省略する。The liquid crystal display device of this embodiment also has a pixel electrode 13 provided on the inner surface of the backside substrate 11 of the liquid crystal cell 10.
To reflect light, and color the light by using the birefringence effect of the retardation plate 40 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarization and light analysis of the polarizing plate 30 without using a color filter. Since the various effects obtained are the same as those of the first embodiment, the description thereof will be omitted.
【００８３】そして、この実施例では、画素電極１３お
よびＭＩＭ１４を配設した裏面側基板１１の内面にブラ
ックマスク２２を設けているため、画素電極１３間の間
隙に対してブラックマスク２２の位置精度よく形成する
ことができる。In this embodiment, since the black mask 22 is provided on the inner surface of the back substrate 11 on which the pixel electrodes 13 and the MIM 14 are provided, the positional accuracy of the black mask 22 with respect to the gap between the pixel electrodes 13 is increased. Can be well formed.
【００８４】すなわち、上記ブラックマスク２２は、例
えば、黒色系の感光性樹脂を塗布して所定パターンの露
光マスクを用いて露光処理し、その後この感光性樹脂を
現像処理して焼成する方法で形成するが、画素電極１３
とＭＩＭ１４とを形成した裏面側基板１１面にブラック
マスク２２を形成する場合は、前記露光マスクの位置合
わせを精度よく行なうことができるため、画素電極１３
間の間隙に対してブラックマスク２２の位置精度よく形
成することができる。That is, the black mask 22 is formed, for example, by applying a black photosensitive resin, exposing it with an exposure mask having a predetermined pattern, and then developing and baking this photosensitive resin. However, the pixel electrode 13
When the black mask 22 is formed on the surface of the back side substrate 11 on which the pixel electrode 13 and the MIM 14 are formed, the alignment of the exposure mask can be performed accurately.
The black mask 22 can be formed with high positional accuracy with respect to the gap between them.
【００８５】しかも、上述した第１の実施例において
は、対向電極２０を設けた表面側基板１２にブラックマ
スク２２を設けているため、液晶セル１０の組立て時に
おける両基板１１，１２の位置合わせ誤差によって生ず
る画素電極１３とブラックマスク２２との位置ずれを考
慮して、ブラックマスク２２の各辺部の幅を、その両側
縁が画素電極１３の縁部に対して前記位置ずれ量より若
干大きい重なり幅で対向するように選ぶ必要があるが、
この第２の実施例のように画素電極１３を配設した裏面
側基板１１の内面にブラックマスク２２を設ければ、両
基板１１，１２の位置合わせ誤差による画素電極１３と
ブラックマスク２２の間に位置ずれを考慮する必要はな
いから、ブラックマスク２２の各辺部の両側縁と画素電
極１３の縁部との重なり幅は極く僅かでよく、したがっ
て、その分だけ液晶表示装置の開口率を上げることがで
きる。Further, in the first embodiment, the black mask 22 is provided on the front substrate 12 on which the counter electrode 20 is provided, so that the alignment of the substrates 11 and 12 during the assembly of the liquid crystal cell 10 is performed. In consideration of the displacement between the pixel electrode 13 and the black mask 22 caused by the error, the width of each side of the black mask 22 is slightly larger than the displacement amount on both side edges with respect to the edge of the pixel electrode 13. It is necessary to choose so that it overlaps with the overlap width,
If the black mask 22 is provided on the inner surface of the rear substrate 11 on which the pixel electrodes 13 are disposed as in the second embodiment, the gap between the pixel electrodes 13 and the black mask 22 due to an alignment error between the substrates 11 and 12 is provided. Since it is not necessary to consider the positional deviation, the overlapping width between both side edges of each side of the black mask 22 and the edge of the pixel electrode 13 may be very small, and accordingly, the aperture ratio of the liquid crystal display device is correspondingly small. Can be raised.
【００８６】［他の実施例］なお、上述した第１および
第２の実施例の液晶表示装置では、偏光板３０と液晶セ
ル１０との間に位相差板４０を配置しているが、この位
相差板４０はなくてもよく、その場合でも、前記偏光板
３０を、その透過軸を液晶セル１０の表面側基板１２上
における液晶分子配向方向に対して斜めにずらして配置
すれば、液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板３
０の偏光および検光作用とを利用して光を着色すること
ができる。[Other Embodiments] In the liquid crystal display devices of the first and second embodiments described above, the retardation plate 40 is disposed between the polarizing plate 30 and the liquid crystal cell 10. The retardation plate 40 may not be provided. Even in such a case, if the polarizing plate 30 is disposed such that its transmission axis is obliquely shifted with respect to the liquid crystal molecule alignment direction on the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10, the Birefringence effect of liquid crystal layer of cell 10 and polarizing plate 3
The light can be colored using the polarization of 0 and the light analysis.
【００８７】すなわち、前記偏光板３０の透過軸が、液
晶セル１０の表面側基板１２上における液晶分子配向方
向に対して斜めずれていれば、前記偏光板３０を通って
入射した直線偏光が、液晶セル１０を通る過程で液晶層
の複屈折効果により波長ごとに偏光状態が異なる楕円偏
光となるとともに、その光が液晶セル１０の裏面側基板
１１の内面において画素電極１３により反射され、再び
液晶層を通る過程でさらに偏光状態を変えられて前記偏
光板３０に入射し、この偏光板３０を透過する偏光成分
の光が着色光となって液晶表示装置の表面に出射する。That is, if the transmission axis of the polarizing plate 30 is obliquely shifted with respect to the liquid crystal molecule alignment direction on the front substrate 12 of the liquid crystal cell 10, the linearly polarized light incident through the polarizing plate 30 becomes In the course of passing through the liquid crystal cell 10, the liquid crystal layer becomes elliptically polarized light having a different polarization state for each wavelength due to the birefringence effect of the liquid crystal layer, and the light is reflected by the pixel electrode 13 on the inner surface of the backside substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and the liquid crystal is returned again. In the process of passing through the layer, the polarization state is further changed and the polarized light is incident on the polarizing plate 30, and the light of the polarized light component transmitted through the polarizing plate 30 is emitted as colored light to the surface of the liquid crystal display device.
【００８８】そして、この液晶表示装置においても、カ
ラーフィルタを透過させる場合に比べて透過光量のロス
を大幅に低減できるから、高輝度の着色光を得ることが
できるし、また、液晶セル１０の液晶層に印加する電圧
の大きさに応じて液晶分子の配向状態が変化し、それに
応じて液晶層の複屈折効果が変化するため、液晶セル１
０への印加電圧を制御することによって前記着色光の色
を変化させ、１つの画素で複数の色を表示することがで
きる。In this liquid crystal display device as well, the loss of the amount of transmitted light can be greatly reduced as compared with the case where light is transmitted through a color filter, so that high-luminance colored light can be obtained. The orientation state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer, and the birefringence effect of the liquid crystal layer changes accordingly.
By controlling the applied voltage to 0, the color of the colored light can be changed, and one pixel can display a plurality of colors.
【００８９】ただし、上述した実施例のように液晶セル
１０と偏光板３０との間に位相差板４０を配置すれば、
鮮明な色の着色光を得ることができるとともに、液晶セ
ル１０に液晶分子が基板１１，１２面に対してほぼ垂直
に立上がり配向する電圧を印加したときでも位相差板４
０の複屈折効果によって着色光を得ることができるか
ら、前記位相差板４０を設けるのが望ましい。その場
合、位相差板は２枚以上重ねて設けてもよい。However, if the retardation plate 40 is disposed between the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30 as in the above-described embodiment,
A clear colored light can be obtained, and even when a voltage is applied to the liquid crystal cell 10 so that the liquid crystal molecules rise and become almost perpendicular to the surfaces of the substrates 11 and 12, the phase difference plate 4 is applied.
Since colored light can be obtained by the birefringence effect of 0, it is desirable to provide the retardation plate 40. In that case, two or more retardation plates may be provided in an overlapping manner.
【００９０】また、上記実施例では、液晶セル１０とし
て、ＭＩＭ１４を能動素子とするアクティブマトリック
ス型セルを用いたが、この液晶セルは、薄膜ダイオード
等の２端子の非線形抵抗素子を能動素子とするアクティ
ブマトリックス型セルであってもよく、また液晶分子の
ツイスト角も９０°に限らず、例えば１８０〜２７０°
としてもよいし、さらにこの液晶セル１０は、液晶分子
をホモジニアス配向、ホメオトロピック配向、ハイブリ
ッド配向等の配向状態に配向させたものでもよい。In the above embodiment, an active matrix type cell having the MIM 14 as an active element is used as the liquid crystal cell 10, but this liquid crystal cell uses a two-terminal non-linear resistance element such as a thin film diode as an active element. An active matrix cell may be used, and the twist angle of liquid crystal molecules is not limited to 90 °, but may be, for example, 180 to 270 °.
Alternatively, the liquid crystal cell 10 may be one in which liquid crystal molecules are aligned in an alignment state such as a homogeneous alignment, a homeotropic alignment, and a hybrid alignment.
【００９１】[0091]
【発明の効果】本発明の反射型カラー液晶表示装置は、
カラーフィルタを用いずに、液晶セルの液晶層の複屈折
効果と偏光板の偏光および検光作用とを利用して光を着
色するものであり、したがって、カラーフィルタを透過
させる場合に比べて透過光量のロスを大幅に低減できる
から、高輝度の着色光を得ることができる。The reflection type color liquid crystal display device of the present invention comprises:
Instead of using a color filter, the light is colored using the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell and the polarization and analysis of the polarizing plate. Since the loss of light amount can be greatly reduced, high-luminance colored light can be obtained.
【００９２】また、この液晶表示装置においては、液晶
セルの液晶層に印加する電圧の大きさに応じて液晶分子
の配向状態が変化し、それに応じて液晶層の複屈折効果
が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御すること
によって前記着色光の色を変化させ、１つの画素で複数
の色を表示することができる。In this liquid crystal display device, the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the voltage applied to the liquid crystal layer of the liquid crystal cell, and the birefringence effect of the liquid crystal layer changes accordingly. By controlling the voltage applied to the liquid crystal cell, the color of the colored light can be changed, so that one pixel can display a plurality of colors.
【００９３】しかも、この液晶表示装置によれば、液晶
セルの裏面側基板の内面に設けた画素電極で光を反射さ
せるとともに、液晶セルの表面側に配置した偏光板に、
外部からの入射光を直線偏光とするための偏光作用と、
液晶層によって偏光状態を変えられた光の透過を制御す
る検光作用との両方の作用をもたせているため、液晶セ
ルの両基板のうち、光が通るのは表面側基板だけである
し、また偏光板も１枚だけでよいから、液晶セルの基板
および偏光板での光吸収による光量ロスを少なくして、
より明るいカラー表示を得ることができる。In addition, according to this liquid crystal display device, light is reflected by the pixel electrodes provided on the inner surface of the back substrate of the liquid crystal cell, and the polarizing plate disposed on the front surface side of the liquid crystal cell has
Polarizing action for converting external incident light into linearly polarized light,
Since both the liquid crystal cell and the liquid crystal cell have an analysis function of controlling the transmission of the light whose polarization state has been changed, only the front substrate of the two substrates of the liquid crystal cell allows light to pass through, Also, since only one polarizing plate is required, the loss of light amount due to light absorption by the substrate of the liquid crystal cell and the polarizing plate is reduced.
A brighter color display can be obtained.
【００９４】さらに、この液晶表示装置においては、前
記液晶セルのいずれか一方の基板の内面に、前記裏面側
基板に配設した各画素電極間の間隙に対応するブラック
マスクを設けているため、各画素間のコントラストを鮮
明にして高品位の画像を表示できる。Further, in this liquid crystal display device, a black mask corresponding to the gap between the pixel electrodes disposed on the back substrate is provided on the inner surface of one of the substrates of the liquid crystal cell. A high quality image can be displayed by sharpening the contrast between the pixels.
【００９５】また、上記本発明の液晶表示装置におい
て、液晶セルと偏光板との間に位相差板を配置し、この
位相差板の遅相軸を前記偏光板の透過軸に対して斜めに
ずらしておけば、偏光板を通って入射した光が、前記位
相差板の複屈折効果と液晶セルの液晶層の複屈折効果と
によっても偏光状態を変えられるため、波長ごとの偏光
状態が大きく異なる楕円偏光を前記偏光板に入射させて
鮮明な色の着色光を得ることができるし、また、液晶セ
ルに液晶分子が基板面に対してほぼ垂直に立上がり配向
する電圧を印加したとき、つまり液晶層の複屈折効果が
見掛上ほとんどなくなったときでも、位相差板の複屈折
効果によって入射光を楕円偏光とし、この楕円偏光を前
記偏光板に入射させて着色光を得ることができる。In the liquid crystal display device of the present invention, a retardation plate is disposed between the liquid crystal cell and the polarizing plate, and the slow axis of the retardation plate is inclined with respect to the transmission axis of the polarizing plate. If shifted, the light incident through the polarizing plate can change the polarization state also by the birefringence effect of the retardation plate and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell. Different elliptically polarized light can be incident on the polarizing plate to obtain a vivid colored light, and when a voltage is applied to the liquid crystal cell so that the liquid crystal molecules rise and become almost perpendicular to the substrate surface, that is, Even when the birefringence effect of the liquid crystal layer is almost eliminated, the incident light is converted into elliptically polarized light by the birefringence effect of the retardation plate, and the elliptically polarized light is incident on the polarizing plate to obtain colored light.
【００９６】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に設けた画素電極に反射膜
を兼ねさせているため、この画素電極の表面を粗面化し
て拡散反射面とすることは難しいが、前記偏光板の一面
が光散乱面となっているため、前記画素電極の表面（反
射面）が鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等
の外部像が画素電極の表面に写って見えることはない。Also, in the liquid crystal display device of the present invention,
Since the pixel electrode provided on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell also serves as a reflection film, it is difficult to roughen the surface of the pixel electrode to make it a diffuse reflection surface. Since the surface is a scattering surface, even if the surface (reflection surface) of the pixel electrode is a mirror surface, an external image such as a display observer's face and its background does not appear on the surface of the pixel electrode.
【００９７】さらに、この液晶表示装置において、前記
画素電極の表面が鏡面であれば、液晶層の複屈折効果、
または位相差板と液晶層との複屈折効果により偏光状態
を変えられた光を散乱させることなく反射させて偏光板
に入射させることができるし、また、前記偏光板の表面
が光散乱面であれば、液晶表示装置にその表面側から入
射する光が散乱されてから偏光板の偏光作用により直線
偏光になるとともに、前記画素電極で反射された光が前
記偏光板の検光作用により着色光となってから散乱され
るため、偏光板を通って入射した光が再び前記偏光板を
通って着色光となるまでは光が散乱されることはなく、
したがって、品質の良いカラー画像を表示することがで
きる。Further, in this liquid crystal display device, if the surface of the pixel electrode is a mirror surface, the birefringence effect of the liquid crystal layer,
Or the light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the retardation plate and the liquid crystal layer can be reflected on the polarizing plate without being scattered, and the surface of the polarizing plate is a light scattering surface. If so, light incident on the liquid crystal display device from the surface side is scattered and then becomes linearly polarized light by the polarizing action of the polarizing plate, and the light reflected by the pixel electrode is colored light by the light analyzing action of the polarizing plate. Since the light is scattered after the light is not scattered until the light incident through the polarizing plate again passes through the polarizing plate to become colored light,
Therefore, a high-quality color image can be displayed.
【図１】本発明の第１の実施例を示す反射型カラー液晶
表示装置の一部分の断面図。FIG. 1 is a sectional view of a part of a reflective color liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】第１の実施例におけるアクティブマトリックス
液晶セルの一部分の平面図。FIG. 2 is a plan view of a part of the active matrix liquid crystal cell in the first embodiment.
【図３】偏光板の光散乱面の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a light scattering surface of a polarizing plate.
【図４】液晶セルの液晶分子配向方向と、位相差板の遅
相軸と、偏光板の透過軸とを示す平面図。FIG. 4 is a plan view showing a liquid crystal molecule alignment direction of a liquid crystal cell, a slow axis of a retardation plate, and a transmission axis of a polarizing plate.
【図５】印加電圧に対する出射光の色変化を示すＣＩＥ
色度図。FIG. 5 shows CIE showing color change of emitted light with respect to applied voltage.
Chromaticity diagram.
【図６】本発明の第２の実施例を示す反射型カラー液晶
表示装置の一部分の断面図。FIG. 6 is a sectional view of a part of a reflective color liquid crystal display device according to a second embodiment of the present invention.
【図７】第２の実施例におけるアクティブマトリックス
液晶セルの一部分の平面図。FIG. 7 is a plan view of a part of an active matrix liquid crystal cell in a second embodiment.
１０…液晶セル １１…裏面側基板 １２…表面側基板 １３…画素電極（反射膜） １４…ＭＩＭ（非線形抵抗素子） １９…配向膜 ２０…対向電極 ２１…配向膜 ２２…ブラックマスク ３０…偏光板 Ａ…光散乱面 ４０…位相差板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Liquid crystal cell 11 ... Back side substrate 12 ... Front side substrate 13 ... Pixel electrode (reflection film) 14 ... MIM (nonlinear resistance element) 19 ... Alignment film 20 ... Counter electrode 21 ... Alignment film 22 ... Black mask 30 ... Polarizing plate A: light scattering surface 40: retardation plate
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−244426（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−150532（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−11711（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−97121（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−51319（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 510 G02F 1/1365 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-1-244426 (JP, A) JP-A-3-150532 (JP, A) JP-A-6-11711 (JP, A) JP-A-4- 97121 (JP, A) Japanese Utility Model Sho 62-51319 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G02F 1/1335 520 G02F 1/1335 500 G02F 1/1335 510 G02F 1 / 1365
Claims (4)
アクティブマトリックス液晶セルを用いた反射型カラー
液晶表示装置であって、 裏面側基板の内面に複数の画素電極とこれら各画素電極
にそれぞれ対応する複数の非線形抵抗素子とを配設し、
表面側基板の内面に前記画素電極と対向する対向電極を
設けたアクティブマトリックス液晶セルと、前記液晶セ
ルの表面側に、透過軸を前記液晶セルの表面側基板上に
おける液晶分子の配向方向に対して斜めにずらして設置
され、入射光に対する偏光作用と前記液晶の複屈折効果
により偏光状態が変えられた光に対する検光作用とによ
り着色された光を出射する1枚の偏光板とからなり、 かつ、前記液晶セルの裏面側基板の内面に配設した前記
画素電極が光の反射膜を兼ねており、 さらに、前記液晶セルのいずれか一方の基板の内面に、
前記各画素電極間の間隙に対応するブラックマスクが設
けられていることを特徴とする反射型カラー液晶表示装
置。1. A reflection type color liquid crystal display device using an active matrix liquid crystal cell having a two-terminal non-linear resistance element as an active element, wherein a plurality of pixel electrodes are provided on an inner surface of a backside substrate, and each of these pixel electrodes is Arrange a plurality of corresponding nonlinear resistance elements,
An active matrix liquid crystal cell in which a counter electrode facing the pixel electrode on the inner surface of the front substrate, said liquid crystal cell
Placed on the surface side of the Le, by shifting the transmission axis obliquely with respect to the alignment direction of liquid crystal molecules at the surface side substrate of the liquid crystal cell
Polarization effect on incident light and the birefringence effect of the liquid crystal
Analysis of light whose polarization state has been changed by
And a single polarizing plate that emits colored light , and the pixel electrode disposed on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell also serves as a light reflection film. On the inner surface of one of the substrates,
A reflective color liquid crystal display device, wherein a black mask corresponding to a gap between the pixel electrodes is provided.
されており、この位相差板の遅相軸は前記偏光板の透過
軸に対して斜めにずれていることを特徴とする請求項１
に記載の反射型カラー液晶表示装置。2. A retardation plate is disposed between a liquid crystal cell and a polarizing plate, wherein a slow axis of the retardation plate is obliquely shifted with respect to a transmission axis of the polarizing plate. Claim 1
3. The reflective color liquid crystal display device according to 1.
り、偏光板の一面が光散乱面となっていることを特徴と
する請求項１または請求項２に記載の反射型カラー液晶
表示装置。3. The reflective color liquid crystal display according to claim 1, wherein the surface of the pixel electrode serving also as a reflective film is a mirror surface, and one surface of the polarizing plate is a light scattering surface. apparatus.
とする請求項３に記載の液晶表示装置。4. The liquid crystal display device according to claim 3, wherein the surface of the polarizing plate is a light scattering surface.
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12523694A JP3301218B2 (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Reflective color liquid crystal display |
| US08/455,898 US5753937A (en) | 1994-05-31 | 1995-05-31 | Color liquid crystal display device having a semitransparent layer on the inner surface of one of the substrates |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12523694A JP3301218B2 (en) | 1994-06-07 | 1994-06-07 | Reflective color liquid crystal display |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07333604A JPH07333604A (en) | 1995-12-22 |
| JP3301218B2 true JP3301218B2 (en) | 2002-07-15 |
Family
ID=14905175
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP12523694A Expired - Fee Related JP3301218B2 (en) | 1994-05-31 | 1994-06-07 | Reflective color liquid crystal display |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP3301218B2 (en) |
-
1994
- 1994-06-07 JP JP12523694A patent/JP3301218B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH07333604A (en) | 1995-12-22 |
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