JP3873496B2

JP3873496B2 - Liquid crystal display

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Publication number: JP3873496B2
Application number: JP36495598A
Authority: JP
Inventors: 崇宮下
Original assignee: Casio Computer Co Ltd
Current assignee: Casio Computer Co Ltd
Priority date: 1998-12-22
Filing date: 1998-12-22
Publication date: 2007-01-24
Anticipated expiration: 2018-12-22
Also published as: JP2000187224A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、カラー画像を表示する反射型の液晶表示装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
フルカラー画像等の多色カラー画像を表示する液晶表示装置としては、一般に、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと記す）をアクティブ素子とするアクティブマトリックス方式のものが用いられている。
【０００３】
このアクティブマトリックス液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインを設け、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜（例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ）を設けたものであり、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射して多色カラー画像を表示する。
【０００４】
また、液晶表示装置には、バックライトからの光を利用して表示する透過型のものと、表示装置の使用環境の光である自然光や室内光等の外光を利用して表示する反射型のものとがあり、反射型の液晶表示装置は、その背面側基板の背後に、装置前面から入射した外光を反射させるための反射手段を設けている。
【０００５】
前記透過型の液晶表示装置と反射型の液晶表示装置とを比較すると、透過型の液晶表示装置は、前記バックライトを点灯させて表示するものであるため、消費電力が大きいという問題をもっている。
【０００６】
一方、反射型の液晶表示装置は、その前面から入射する外光の強度に応じた強度の反射光が得られるため、使用環境の照度が充分であれば表示を充分な明るさで観察することができ、また、バックライトを必要としないため、消費電力が少ない。
【０００７】
しかし、反射型液晶表示装置は、その前面から出射する反射光の強度が、装置前面から入射する外光の強度に大きく依存するため、照度が充分でない環境下では、充分な画面輝度が得られない。
【０００８】
特に、複数の色の着色膜を備えてカラー画像を表示する反射型の液晶表示装置では、装置前面から入射した光が、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、またその反射光が装置前面に出射する経路においても前記着色膜によりある程度の光を吸収されるため、装置前面に出射する着色光の強度が極端に弱くなるため、画面がかなり暗くなってしまう。
【０００９】
そのため、従来から、複数の画素領域からだけでなく、これらの画素領域の間の画素間領域からも積極的に光を出射させるようにした反射型液晶表示装置が提案されている。
【００１０】
この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させるようにしたものであり、この液晶表示装置によれば、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げすることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の画素間領域から非着色光を出射させるようにした反射型液晶表示装置は、画素間領域から出射する非着色光による画面輝度の底上げ効果が充分でない。
【００１２】
これは、前記画素間領域のうちのゲートラインが通っている領域の液晶分子が、前記ゲートラインと対向電極との間に生じる電界により配向状態を変え、その領域の光の出射率が低くなるためである。
【００１３】
すなわち、アクティブマトリック方式の液晶表示装置は、対向電極を基準電位に接続し、複数のゲートラインに選択期間（ＴＦＴをオンさせる電位になる期間）を順次ずらしたゲート信号を印加するとともに、複数のデータラインに電位が画像データに応じて変化するデータ信号を印加して表示駆動されるが、前記ゲートラインに印加されるゲート信号の選択期間の電位は前記データ信号の電位に比べてかなり高いため、各ゲートラインの選択期間ごとに、そのゲートラインと対向電極との間に強い電界が生じ、その電界により前記ゲートラインが通っている領域の液晶分子が配向状態を変えて、その領域の光の出射率が低くなる。
【００１４】
前記ゲートラインが通っている領域の液晶分子がゲートラインと対向電極との間に生じる電界により配向状態を変えたときの出射率は、液晶表示装置を表示駆動していないとき（ゲートラインと対向電極との間に電界が生じていないとき）に比べて１０％程度低い値である。
【００１５】
そのため、従来の画素間領域から非着色光を出射させるようにした反射型液晶表示装置は、画素間領域から出射する非着色光のうちのゲートラインが通っている領域から出射する光の強度が低く、その領域が暗くなって実質的な開口率が低下する。したがって、画素間領域から出射する非着色光による画面輝度の底上げ効果が小さく、画面を充分に明るくすることができない。
【００１６】
この発明は、カラー画像を表示する反射型の液晶表示装置として、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができるものを提供することを目的としたものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明の液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域が、液晶が存在しない透光領域となっていることを特徴とするものである。
【００１８】
すなわち、この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００１９】
そして、この液晶表示装置は、一対の基板間のゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域としているため、この透光領域の光の出射率は、前記ゲートラインと対向電極との間に電界が生じても変化せず、したがって、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００２０】
また、この発明の他の液晶表示装置は、液晶層をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板のうちの背面側基板の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の画素電極と、前記複数の画素電極にそれぞれ接続された複数の薄膜トランジスタと、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにゲート信号を供給する複数のゲートラインと、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記薄膜トランジスタにデータ信号を供給する複数のデータラインが設けられ、前面側基板の内面に、前記複数の画素電極に対向し、これらの画素領域との間に複数の画素領域を形成する対向電極と、前記複数の画素領域にそれぞれ対応する複数の色の着色膜が設けられ、前記背面側基板の背後に装置前面から入射する光を反射させるための反射手段が設けられており、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とが、反射光の出射領域となっているとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材が形成されていることを特徴とするものである。
【００２１】
すなわち、この液晶表示装置は、前記複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域からそれぞれその画素領域に対応する着色膜の色に着色した光を出射させ、前記画素間領域から前記着色膜による吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域から出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００２２】
そして、この発明の液晶表示装置は、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材が形成されているため、前記ゲートラインと対向電極との間に生じる電界によって出射率が変化しない領域が形成され、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
この発明の液晶表示装置は、上記のように、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域とすることにより、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくしたものである。
【００２５】
この液晶表示装置において、前記透光領域は、例えば、前記ゲートラインに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を規制する透明なギャップ材を設けて形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記透光領域を容易に形成することができる。
【００２６】
また、この発明の他の液晶表示装置は、上記のように、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材を形成することにより、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくするとともに、前記複数の色の着色膜に対応する領域と、これらの着色膜の間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くしたものである。
【００２７】
この液晶表示装置において、前記反射手段は、バックライトと、その前面に配置された半透過反射板とからなることが望ましく、このようにすることにより、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【００２８】
また、上記いずれの液晶表示装置においても、前記複数の色の着色膜は、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらの着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましい。
【００２９】
このような構成によれば、前記複数の画素領域を透過する光のうち、前記着色膜に対応する中央領域を透過する光だけが、前記着色膜によりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記着色膜に対応しない周縁領域を透過する光は、着色膜による吸収を受けずに非着色光のまま装置前面に出射するため、各画素領域から出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域に対応する着色膜の色に着色し、しかもその明るさを前記着色膜での吸収による強度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素である。
【００３０】
したがって、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域から出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００３１】
【実施例】
図１および図２はこの発明の第１の実施例を示しており、図１は液晶表示装置の一部分の正面図、図２は図１のII−II線に沿う拡大断面図である。
【００３２】
この液晶表示装置は、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示するアクティブマトリックス型のものであり、液晶層２１をはさんで対向する前面側および背面側の一対の基板１，２のうちの一方の基板、例えば背面側基板２の内面に、行方向および列方向にマトリックス状に配列する複数の透明な画素電極３と、前記複数の画素電極３にそれぞれ接続された複数のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）４と、各画素電極行ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ４にゲート信号を供給するゲートライン１０と、各画素電極列ごとにその一側に沿わせて配線され前記ＴＦＴ４にデータ信号を供給するデータライン１１と、前記各画素電極行ごとに設けられ前記画素電極３の縁部付近の領域に絶縁膜（ＴＦＴ４のゲート絶縁膜６）を介して対向して前記画素電極３との間に補償容量を形成する補償容量電極１２とが設けられ、その上に配向膜１４が形成されている。
【００３３】
前記ＴＦＴ４は、基板２上に形成されたゲート電極５と、このゲート電極５を覆って設けられたゲート絶縁膜６と、このゲート絶縁膜６の上に前記ゲート電極５に対応させて設けられたｉ型半導体膜７と、このｉ型半導体膜７の両側部の上に図示しないｎ型半導体膜を介して形成されたソース電極８およびドレイン電極９とからなっている。
【００３４】
また、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２は、前記基板２上に設けられており、前記ＴＦＴ４のゲート電極５は、前記ゲートライン１０に一体に形成されている。
【００３５】
前記ゲートライン１０と容量形成電極１２は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗でしかも高い光反射率を有する金属膜で形成されており、このゲートライン１０と容量形成電極１２は、画素電極３やデータライン１１との間の絶縁耐圧を高くするために、その表面を陽極酸化処理されている。
【００３６】
また、前記ＴＦＴ４のゲート絶縁膜（透明膜）６は、基板２のほぼ全面にわたって設けられており、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２は、その端子部を除いて前記ゲート絶縁膜６により覆われている。
【００３７】
そして、前記複数の画素電極３は、前記ゲート絶縁膜６の上に設けられており、これらの画素電極３はそれぞれ、その一端側の縁部において対応するＴＦＴ４のソース電極８に接続されている。
【００３８】
また、前記補償容量電極１２は、各行の画素電極３のＴＦＴ接続側とは反対側の端縁部付近に対向させて前記ゲートライン１０とほぼ平行に設けられており、この補償容量電極１２と前記画素電極３とその間のゲート絶縁膜６とにより補償容量が形成されている。
【００３９】
さらに、前記データライン１１は、例えばアルミニユム系合金等の低抵抗でしかも高い光反射率を有する金属膜で形成されており、このデータライン１１は、前記ゲート絶縁膜６の上に設けられ、前記ＴＦＴ４のソース電極８は前記画素電極３に接続され、ドレイン電極９は前記データライン１１につながっている。
【００４０】
なお、この実施例ではデータライン１１をゲート絶縁膜６の上に配線し、各列のＴＦＴ４のドレイン電極９をそれぞれ、その列に対応するデータライン１１に一体に形成しているが、前記データライン１１は、前記ＴＦＴ４を層間絶縁膜で覆ってその上に配線し、前記層間絶縁膜に設けたコンタクト孔において前記ＴＦＴ４のドレイン電極９に接続してもよい。
【００４１】
そして、前記背面側基板２の内面には、前記ＴＦＴ４およびデータライン１１１と画素電極３の周縁部を覆う透明なオーバーコート絶縁膜１３が設けられており、その上に、基板２のほぼ全面にわたって配向膜１４が設けられている。
【００４２】
また、他方の基板である前面側基板１の内面には、前記複数の画素電極３の全てに対向し、これらの画素領域３との間に複数の画素領域Ａを形成する一枚膜状の透明な対向電極１５と、前記複数の画素電極３と前記対向電極１５とが互いに対向する前記複数の画素領域Ａにそれぞれ対応する複数の色の着色膜、例えば赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと、前記複数のＴＦＴ４と前記補償容量電極１２にそれぞれ対応する遮光膜１７，１８が設けられており、その上に配向膜１９が形成されている。なお、図１では、前記遮光膜１７，１８を区別しやすくするために、遮光膜部分に平行斜線を施している。
【００４３】
前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、前記画素領域Ａの面積よりも小さい面積を有する形状に形成されており、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂはそれぞれ、前記複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けられている。なお、この実施例では、各画素領域Ａのうちの前記補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを対応させている。
【００４４】
また、前記遮光膜１７，１８は、クロム等の光吸収性をもった金属膜からなっており、前記ＴＦＴ４に対応する遮光膜１７はＴＦＴ部分全体を覆う面積に形成され、補償容量電極１２に対応する遮光膜１８は、前記補償容量電極１２のほぼ全長にわたって、この補償容量電極１２とほぼ同じ幅またはそれより僅かに狭い幅に形成されている。
【００４５】
さらに、この実施例では、前記赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂと前記遮光膜１７，１８とを基板１上に設け、その上に前記対向電極１５を形成して、その上に、基板１のほぼ全面にわたって配向膜１９を設けている。
【００４６】
また、前記一対の基板１，２のうちのいずれか一方の基板の内面には、その基板に形成した配向膜１９または１４の上に、前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応させて、前記一対の基板１，２の間隔を規制する透明なギャップ材２０が、基板間隔に応じた所定の厚さに設けられている。
【００４７】
この透明ギャップ材２０は、高い光透過率を有する透明絶縁材により、前記ゲートライン１０の幅よりも若干広い幅に形成されており、前記ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて間欠的に設けられている。
【００４８】
なお、この実施例では、図１に示したように、前記透明ギャップ材２０を、前記複数のＴＦＴに対応する遮光膜１７に対応する箇所において切り離した破線形状に形成している。
【００４９】
そして、前記前面側と背面側の一対の基板１，２は、前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応する複数の透明ギャップ材２０を介して互いに重ね合わされるとともに、基板周縁部において図示しない枠状シール材を介して接合されており、これらの基板１，２間の前記枠状シール材で囲まれた領域に液晶が充填されて液晶層２１が形成されている。
【００５０】
なお、前記液晶は、前記枠状シール材を部分的に欠落させて形成された液晶注入口から真空注入法により基板１，２間に充填するが、前記ギャップ材２０は、ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて所定のピッチで間欠的に設けられているため、液晶注入口から注入される液晶を、前記枠状シール材で囲まれた領域全体に行き渡らせることができる。
【００５１】
そのため、前記液晶層２１は、前記枠状シール材で囲まれた領域のうちの前記複数のゲートライン１０にそれぞれ対応する複数の透明ギャップ材２０が無い領域に設けられており、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記複数の透明ギャップ材２０が設けられた領域は、液晶が存在しない透光領域２１ａとなっている。
【００５２】
また、この液晶表示装置は、ＴＮ（ツイステッド・ネマティック）方式の反射型表示装置であり、一対の基板１，２間に設けられた液晶層２１の液晶分子は、両基板１，２間においてツイスト配向しており、また、前記一対の基板１，２の外面にはそれぞれ偏光板２３，２４が配置され、さらに背面側の偏光板２４の背後に、装置前面から入射する光を反射させるための反射手段として反射板２５が配置されている。
【００５３】
なお、この実施例では、前記一対の基板１，２の配向膜１９，１４を互いにほぼ直交する方向に配向処理しており、前記液晶層２１の液晶分子は、両基板１，２の近傍における配向方向を前記配向膜１９，１４で規制され、両基板１，２間においてほぼ９０度のツイスト角でツイスト配向している。
【００５４】
さらに、この液晶表示装置は、液晶層２１に電界が印加されていない状態（液晶分子が初期のツイスト配向状態に配向している状態）での表示が明表示である、いわゆるノーマリーホワイトモードのものであり、前記一対の基板１，２の外面にそれぞれ配置された一対の偏光板２３，２４は、その透過軸を互いにほぼ直交させて設けられている。
【００５５】
そして、この液晶表示装置では、前記複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、装置前面から入射して前記反射板２５またはゲートライン１０およびデータライン１１により反射される反射光の出射領域としている。
【００５６】
この液晶表示装置は、その前面から入射する外光を背面側に配置した反射板２５により反射させて表示するものであり、前面から入射する外光は、前面側偏光板２３によりその吸収軸に沿った偏光成分の光を吸収されて直線偏光となって液晶層１２に入射し、この液晶層１２を透過する過程で液晶分子の配向状態に応じた複屈折作用を受けて旋光する。
【００５７】
そして、前記液晶層１２を透過した光のうち、背面側基板２の内面に設けられているゲートライン１０およびデータライン１１以外の領域に向かう光は、前記背面側基板２の背面に出射して背面側偏光板４２に入射し、その光のうちの前記背面側偏光板４２の透過軸に沿った偏光成分の光がこの背面側偏光板４２を透過して前記反射板２５により反射され、その反射光が、前記背面側偏光板２４と液晶層２１と前面側偏光板２３とを順に透過して装置前面に出射する。
【００５８】
また、装置前面から入射して前記液晶層１２を透過した光のうち、前記ゲートライン１０およびデータライン１１に向かう光は、背面側基板２の内面において前記ゲートライン１０およびデータライン１１により反射され、背面側偏光板２４を通らずに、液晶層２１と前面側偏光板２３とを順に透過して装置前面に出射する。
【００５９】
さらに、この液晶表示装置では、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に透明ギャップ材２０を間欠的に設け、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記透明ギャップ材２０が設けられた領域を液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、装置前面から入射した光のうち、前記透光領域２１ａに入射した光は、前記透明ギャップ材２０内を液晶により複屈折作用を受けることなく透過して前記反射板２５またはゲートライン１０により反射され、再び前記透明ギャップ材２０内を透過し、前面側偏光板２３と透過して装置前面に出射する。
【００６０】
なお、装置前面から入射した外光のうち、前面側基板１の内面に前記ＴＦＴ４および補償容量電極１２にそれぞれ対応させて設けられている遮光膜１７，１８部分に入射した光は、これらの遮光膜１７，１８により吸収される。
【００６１】
この液晶表示装置は、前記対向電極１５を基準電位に接続し、前記複数のゲートライン１０に選択期間（ＴＦＴ４をオンさせる電位になる期間）を順次ずらしたゲート信号を印加するとともに、前記複数のデータライン１１に電位が画像データに応じて変化するデータ信号を印加して表示駆動されるものであり、前記複数の画素領域Ａの液晶分子は、前記ＴＦＴ４を介してデータ信号が供給される画素電極３と基準電位にある対向電極１５との間に印加される駆動電界に応じて配向状態を変え、それに応じて各画素領域Ａから出射する光の強度が変化する。
【００６２】
また、この液晶表示装置はノーマリーホワイトモードのものであるため、前記駆動電界が印加されない領域、つまり前記複数の画素領域Ａの間の画素間領域Ｓの液晶分子は初期のツイスト配向状態（明表示状態）にあり、したがって、この画素間領域Ｓから出射する光は、常に入射光が高い透過率で透過した強度の光である。
【００６３】
ただし、［発明が解決しようとする課題］の項で説明したように、前記ゲートライン１０に印加されるゲート信号の選択期間の電位は、データライン１１に印加されるデータ信号の電位に比べてかなり高いため、各ゲートライン１０の選択期間ごとに、そのゲートライン１０と対向電極１５との間に強い電界が生じ、その電界により前記ゲートライン１０が通っている領域の液晶分子が配向状態を変えて、その領域の透過率が低くなる。
【００６４】
しかし、この液晶表示装置では、上述したように、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に透明ギャップ材２０を間欠的に設け、前記一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域のうちの前記透明ギャップ材２０が設けられた領域を液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界により液晶分子が配向状態を変えるのは前記透光領域２１ａ以外の領域だけであり、前記透光領域２１ａの透過率は、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に電界が生じても変化しない。
【００６５】
さらに、この液晶表示装置は、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設けているため、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光が出射し、前記画素間領域Ｓからは前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光が出射する。
【００６６】
すなわち、この液晶表示装置は、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設けるとともに、複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、装置前面から入射して前記反射板２５またはゲートライン１０およびデータライン１１により反射される反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光を出射させ、前記画素間領域Ｓから前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００６７】
そして、この液晶表示装置は、一対の基板１，２間の前記ゲートライン１０に対応する領域を、間欠的に、液晶が存在しない透光領域２１ａとしているため、この透光領域２１ａの反射光の出射率は、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に電界が生じても変化せず、したがって、画素間領域Ｓのほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００６８】
しかも、この実施例では、前記赤、緑、青のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの面積を前記画素領域Ａの面積よりも小さくし、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、前記複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させているため、明るいカラー画像を表示することができる。
【００６９】
すなわち、この液晶表示装置は反射型のものであるため、装置前面から各画素領域Ａに入射した光が、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となり、またその反射光が装置前面に出射する経路においても前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりある程度の光を吸収されて、装置前面に出射する着色光の強度が極端に弱くなる。
【００７０】
しかし、この実施例の液晶表示装置は、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの面積が画素領域Ａの面積よりも小さく、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂが前記画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域に対応しているため、前記画素領域Ａを透過する光のうち、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域ａを透過する光だけが、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域ｂを透過する光は、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けずに、非着色光のまま装置前面に出射する。
【００７１】
そのため、各画素領域Ａから前方に出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色し、しかもその明るさを、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂでの吸収による輝度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素である。
【００７２】
そして、前記各画素領域Ａのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域の光の透過率と、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域の光の透過率は、画素電極３と対向電極１５との間に印加される駆動電界による液晶分子の配向状態の変化に応じて変化するため、各画素領域Ａの電極３，１５間に印加する電界を制御することにより、各画素領域Ａから出射する着色光と非着色光の両方の輝度を制御し、これらの画素領域Ａから出射する赤、緑、青のカラー画素の明るさを変化させて、フルカラー画像等の多色カラー画像を表示することができる。
【００７３】
したがって、上記実施例の液晶表示装置は、画素領域Ａの全域からカラーフィルタにより着色された着色光を出射させるものに比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００７４】
また、上記実施例の液晶表示装置では、一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に設ける透光領域２１ａを、前記ゲートライン１０に対応する領域に、前記一対の基板１，２の間隔を規制する透明ギャップ材２０を設けて形成しているため、前記透光領域２１ａを容易に形成することができる。
【００７５】
なお、上記実施例では、前記透光領域２１ａを形成する透明ギャップ材２０を、図１に示したように、複数のＴＦＴに対応する遮光膜１７に対応する箇所において切り離した破線形状に形成しているが、この透明ギャップ材２０は、さらに細かく分割した形状に形成してもよく、またゲートライン１０のほぼ全長にわたって形成してもよい。
【００７６】
図３および図４は参考例を示しており、図３は液晶表示装置の一部分の正面図、図４は図３のIV−IV線に沿う拡大断面図である。なお、図３および図４において、図１および図２に示した第１の実施例の液晶表示装置と同じものについては、図に同符号を付してその説明を省略する。
【００７７】
この参考例の液晶表示装置は、上記第１の実施例のように一対の基板１，２間のゲートライン１０に対応する領域に液晶が存在しない透光領域２１ａを設ける代わりに、背面側基板２の内面に、前記ゲートライン１０に対応させて、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界を弱めるための透明な電界抑制膜２２を、複数の画素領域Ａにそれぞれ対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けたものであり、他の構成は第１の実施例と同じである。
【００７８】
この参考例において、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、各画素領域Ａのうちの補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に対応させて設けられている。
【００７９】
そして、前記電界抑制膜２２は、背面側基板２の内面に前記ゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２の両方をそのほぼ全長にわたって覆うように、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けられており、画素電極３およびデータライン１１の前記電界抑制膜２２に対応する部分は、この電界抑制膜２２の上に形成されている。
【００８０】
また、前記電界抑制膜２２は、高い光透過率を有する絶縁材料により、この電界発生抑制膜２２に対応する領域の液晶層厚と、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域の液晶層厚とがほぼ等しくなる厚さに形成されている。
【００８１】
この参考例の液晶表示装置も、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域Ａと、これらの画素領域Ａの間の画素間領域Ｓとを、反射光の出射領域とすることにより、前記複数の画素領域Ａからそれぞれその画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色した光を出射させ、前記画素間領域Ｓから前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けない非着色光を出射させて、前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面の輝度を底上げするようにしたものである。
【００８２】
そして、この液晶表示装置では、背面側基板２の内面に、ゲートライン１０に対応させて、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界を弱めるための透明な電界抑制膜２２を、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けているため、前記ゲートライン１０に印加されるゲート信号の電位が高くても、前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界は、前記電界抑制膜２２により弱められた強さの電界であり、したがって、前記ゲートライン１０が通っている領域の液晶分子が前記ゲートライン１０と対向電極１５との間に生じる電界により配向状態を変えることはほとんどない。
【００８３】
また、装置前面から入射した外光のうち、前記電界抑制膜２２が設けられている領域に入射した光は、入射経路と、前記反射板２５またはゲートライン１０により反射されて装置前面に出射する経路とで前記電界抑制膜２２を２度透過するが、この電界抑制膜２２は、高い光透過率を有する絶縁材料により形成されているため、この電界抑制膜２２を設けた領域の光の透過率の低下はほとんどない。
【００８４】
したがって、この液晶表示装置によれば、前記画素間領域Ｓのほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【００８５】
しかも、この液晶表示装置は、前記電界抑制膜２２を、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設けているため、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域と、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くすることができる。
【００８６】
さらに、この参考例では、上述したように、前記電界抑制膜２２を、この電界発生抑制膜２２に対応する領域の液晶層厚と、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する領域の液晶層厚とがほぼ等しくなる厚さに形成しているため、前記表示むらをほとんど無くして表示品質をさらに高くすることができる。
【００８７】
しかも、この参考例では、前記電界抑制膜２２を、背面側基板２の内面にゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に、前記ゲートライン１０と補償容量電極１２の両方をそのほぼ全長にわたって覆うように設け、画素電極３およびデータライン１１の前記電界抑制膜２２に対応する部分をこの電界抑制膜２２の上に形成しているため、前記ゲートライン１０および容量形成電極１２と、画素電極３およびデータライン１１との間を、前記ゲート絶縁膜６と電界抑制膜２２とにより絶縁して、前記ゲートライン１０および容量形成電極１２と画素電極３およびデータライン１１との間の絶縁耐圧をより高くすることができる。
【００８８】
また、この参考例の液晶表示装置においても、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、前記画素領域Ａの面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらのカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを複数の画素領域Ａの周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けているため、前記複数の画素領域Ａを透過する光のうち、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応する中央領域ａを透過する光だけが、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによりその吸収波長帯域の波長成分の光を吸収されて着色光となって装置前面に出射し、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂに対応しない周縁領域ｂを透過する光は、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂによる吸収を受けずに非着色光のまま装置前面に出射する。
【００８９】
そのため、各画素領域Ａから出射する光により表示される各色のカラー画素は、その画素領域Ａに対応するカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの色に着色し、しかもその明るさを前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂでの吸収による強度低下のない非着色光により底上げされた明るい画素であり、したがって、画素領域Ａの全域からカラーフィルタにより着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域Ｓから出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【００９０】
なお、上記参考例では、前記電界抑制膜２２を、背面側基板２の内面に前記ゲートライン１０および補償容量電極１２を覆って設けられたゲート絶縁膜６の上に形成しているが、この電界抑制膜２２は、前記画素電極３およびオーバーコート絶縁膜１３の上に設けてもよい。
【００９１】
さらに、前記電界抑制膜２２は、前面側基板１の内面に、対向電極１５のゲートライン１０に対向する領域を覆うように設けてもよく、また、前面側基板１の内面（対向電極１５の上）と、背面側基板２の内面（ゲート絶縁膜６上または画素電極３およびオーバーコート絶縁膜１３の上）との両方に設けてもよい。
【００９２】
すなわち、前記電界抑制膜２２は、一対の基板１，２の少なくともいずれか一方の内面に、ゲートライン１０に対応させて、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂの間の領域とほぼ同じ幅に設ければよい。
【００９３】
また、上記参考例では、前記電界抑制膜２２をゲートライン１０のほぼ全長に対応させて設けているが、この電界抑制膜２２は、ゲートライン１０の長さ方向に沿わせて間欠的に設けてもよい。
【００９４】
さらに、上述した第１の実施例では、カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、各画素領域Ａのうちの補償容量電極１２が通っている領域よりもＴＦＴ接続側の領域に対応させて設けているが、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂは、各画素領域Ａ内の前記補償容量電極１２が通っている領域を含む領域に対応させて設けてもよく、また、前記カラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂを、画素領域Ａのほぼ全域に対応させて設けてもよい。
【００９５】
また、上記実施例では、複数の画素領域Ａにそれぞれ対応させて設ける複数の色の着色膜を、赤、緑、青の３色のカラーフィルタ１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂとしたが、前記複数の色の着色膜は、例えばマゼンタ、イエロー、シアンの３色のカラーフィルタでもよい。
【００９６】
さらに、上記実施例の液晶表示装置は、ＴＮ方式のものであるが、この発明は、例えばＳＴＮ（スーパー・ツイステッド・ネマティック）方式などの液晶表示装置にも適用することができる。
【００９７】
また、上記実施例では、背面側基板２の背後（上記実施例では背面側偏光板２４の背後）に、装置前面から入射する光を反射させるための反射手段として、反射板２５を配置しているが、前記反射手段は、前方から入射する外光を反射するともに照明光を前方に出射するものでもよい。
【００９８】
この種の反射手段は、バックライトの前面に半透過反射板を配置して構成してもよく、また、例えば特願平１０−１２０９７８号に記載されているような、前面を階段形状面に形成するとともにその複数の段面にそれぞれ反射膜を形成した導光体を用い、光源からの照明光を前記導光体の端面から取り込んで前記階段形状面の複数の段差面から出射し、前方から入射する外光を前記階段形状面の複数の段面上の反射膜により反射させるようにしてもよい。
【００９９】
このように、前方から入射する外光を反射するともに照明光を前方に出射する反射手段を用いれば、外光の反射光だけでは充分な画面輝度が得られない環境下でも、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【０１００】
【発明の効果】
この発明の液晶表示装置は、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域を、液晶が存在しない透光領域としているため、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくすることができる。
【０１０１】
この液晶表示装置において、前記透光領域は、例えば、前記ゲートラインに対応する領域に、前記一対の基板の間隔を規制する透明なギャップ材を設けて形成するのが好ましく、このようにすることにより、前記透光領域を容易に形成することができる。
【０１０２】
また、この発明の他の液晶表示装置は、背後に反射手段を設けた反射型のものであるが、複数の色の着色膜を複数の画素領域にそれぞれ対応させて設け、前記複数の画素領域と、これらの画素領域の間の画素間領域とを、反射光の出射領域とするとともに、前記一対の基板間の前記ゲートラインに対応する領域に、そのゲートラインの幅よりも広い幅に形成された透明絶縁材料からなり、前記一対の基板の間隔を規制するための透明ギャップ材を形成しているため、画素間領域のほぼ全域から充分な強度の非着色光を出射させて画面輝度を効果的に底上げし、画面を充分に明るくするとともに、前記複数の色の着色膜に対応する領域と、これらの着色膜の間に対応する領域との液晶層厚の差を小さくし、表示むらを少なくして表示品質を高くすることができる。
【０１０３】
この液晶表示装置において、前記反射手段は、バックライトと、その前面に配置された半透過反射板とからなることが望ましく、このようにすることにより、前記反射手段から照明光を出射させることにより画面輝度を補うことができるため、低照度から高照度の広い照度範囲の環境において表示を行なうことができる。
【０１０４】
また、上記いずれの液晶表示装置においても、前記複数の色の着色膜は、前記画素領域の面積よりも小さい面積を有する大きさに形成し、これらの着色膜を、前記複数の画素領域の周縁領域を除く中央領域にそれぞれ対応させて設けるのが好ましく、このようにすることにより、画素領域の全域から着色膜により着色された着色光を出射させる場合に比べて、はるかに明るいカラー画像を表示することができ、それに加えて前記画素間領域から出射する非着色光により画面輝度が底上げされるため、画面を非常に明るくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の一部分の正面面。
【図２】図１のII−II線に沿う拡大断面図。
【図３】この参考例を示す液晶表示装置の一部分の正面面。
【図４】図３のIV−IV線に沿う拡大断面図。
【符号の説明】
１，２…基板
３…画素電極
４…ＴＦＴ（能動素子）
１０…ゲートライン
１１…データライン
１２…補償容量形成電極
１３…オーバーコート絶縁膜
１５…対向電極
１６Ｒ，１６Ｇ，１６Ｂ…カラーフィルタ（着色膜）
１７，１８…遮光膜
２０…透明ギャップ材
２１…液晶層
２１ａ…透光領域
２２…電界抑制膜
２３，２４…偏光板
２５…反射板
Ａ…画素領域
Ｓ…画素間領域[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a reflective liquid crystal display device that displays a color image.
[0002]
[Prior art]
As a liquid crystal display device that displays a multicolor image such as a full color image, an active matrix type device using a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) as an active element is generally used.
[0003]
The active matrix liquid crystal display device has a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of the back side substrate of the pair of front side and back side substrates facing each other across the liquid crystal layer. A plurality of TFTs respectively connected to the plurality of pixel electrodes, a plurality of gate lines that are wired along one side of each pixel electrode row and supply gate signals to the TFTs, and each pixel electrode column A plurality of data lines that are wired along one side of each of the data lines and supply data signals to the TFTs are provided, and the inner surface of the front side substrate is opposed to the plurality of pixel electrodes and between these pixel regions. A counter electrode for forming a plurality of pixel regions, and a plurality of colored films (for example, three color filters of red, green, and blue) respectively corresponding to the plurality of pixel regions, And emitting light colored in the color of the colored film corresponding to the pixel regions, respectively from the number of the pixel region displays a multi-color image.
[0004]
In addition, the liquid crystal display device includes a transmissive type that displays using light from a backlight, and a reflective type that uses external light such as natural light and room light, which is light in the usage environment of the display device. The reflective liquid crystal display device is provided with reflecting means for reflecting external light incident from the front of the device behind the back side substrate.
[0005]
When the transmissive liquid crystal display device is compared with the reflective liquid crystal display device, the transmissive liquid crystal display device has a problem that power consumption is large because the backlight is turned on for display.
[0006]
On the other hand, since a reflective liquid crystal display device can obtain reflected light with an intensity corresponding to the intensity of external light incident from the front surface, the display should be observed with sufficient brightness if the illuminance of the usage environment is sufficient. In addition, since no backlight is required, power consumption is low.
[0007]
However, since the intensity of the reflected light emitted from the front surface of the reflective liquid crystal display device greatly depends on the intensity of external light incident from the front surface of the device, sufficient screen brightness can be obtained in an environment where the illuminance is not sufficient. Absent.
[0008]
In particular, in a reflective liquid crystal display device that includes a plurality of colored films and displays a color image, the light incident from the front of the device is colored by absorbing the light of the wavelength component in the absorption wavelength band by the colored film. Even in the path where the reflected light is emitted to the front of the device, a certain amount of light is absorbed by the colored film, so the intensity of the colored light emitted to the front of the device becomes extremely weak, and the screen becomes considerably darker. End up.
[0009]
Therefore, a reflection type liquid crystal display device has been proposed in which light is actively emitted not only from a plurality of pixel regions but also from an inter-pixel region between these pixel regions.
[0010]
In the liquid crystal display device, the colored films of the plurality of colors are provided so as to correspond to the plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixel regions and an inter-pixel region between these pixel regions are emitted from the reflected light. By setting the area, light colored in the color of the colored film corresponding to the pixel area is emitted from the plurality of pixel areas, and non-colored light that is not absorbed by the colored film is emitted from the inter-pixel area. According to this liquid crystal display device, the brightness of the screen can be raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
However, the conventional reflective liquid crystal display device that emits non-colored light from the inter-pixel region does not have a sufficient effect of raising the screen brightness by the non-colored light emitted from the inter-pixel region.
[0012]
This is because the liquid crystal molecules in the region where the gate line passes in the inter-pixel region changes the alignment state due to the electric field generated between the gate line and the counter electrode, and the light emission rate in that region is lowered. Because.
[0013]
In other words, an active matrix type liquid crystal display device connects a counter electrode to a reference potential, applies a gate signal sequentially shifting a selection period (a period during which a TFT is turned on) to a plurality of gate lines, and a plurality of gate signals. Display driving is performed by applying a data signal whose potential changes according to image data to the data line, but the potential of the gate signal applied to the gate line in the selection period is considerably higher than the potential of the data signal. In each selection period of each gate line, a strong electric field is generated between the gate line and the counter electrode, and the liquid crystal molecules in the region through which the gate line passes are changed by the electric field to change the light in the region. The emission rate of becomes low.
[0014]
The emission rate when the liquid crystal molecules in the region where the gate line passes changes the alignment state due to the electric field generated between the gate line and the counter electrode is determined when the liquid crystal display device is not driven to display (opposite the gate line). The value is about 10% lower than when no electric field is generated between the electrodes.
[0015]
Therefore, the conventional reflective liquid crystal display device that emits non-colored light from the inter-pixel region has the intensity of light emitted from the region through which the gate line passes among the non-colored light emitted from the inter-pixel region. Low, the area becomes dark and the substantial aperture ratio decreases. Therefore, the effect of raising the screen brightness due to the non-colored light emitted from the inter-pixel region is small, and the screen cannot be sufficiently brightened.
[0016]
As a reflective liquid crystal display device for displaying a color image, the present invention emits non-colored light with sufficient intensity from almost the entire inter-pixel region to effectively raise the screen brightness and sufficiently brighten the screen. It aims to provide what can be done.
[0017]
[Means for Solving the Problems]
The liquid crystal display device according to the present invention includes a plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of the back side substrate of the pair of front side and back side substrates facing each other across the liquid crystal layer. A plurality of TFTs (thin film transistors) respectively connected to the plurality of pixel electrodes, a plurality of gate lines that are wired along one side of each pixel electrode row and supply gate signals to the TFTs, A plurality of data lines that are wired along one side of each pixel electrode column and supply a data signal to the TFT are provided, and the inner surface of the front-side substrate is opposed to the plurality of pixel electrodes. And a counter electrode that forms a plurality of pixel regions, and colored films of a plurality of colors corresponding to the plurality of pixel regions, respectively. A plurality of pixel regions and an inter-pixel region between these pixel regions is an emission region for reflected light, and the pair of substrates are disposed between the pair of substrates. The region corresponding to the gate line is a light-transmitting region where no liquid crystal exists.
[0018]
That is, this liquid crystal display device is provided with the colored films of the plurality of colors corresponding to the plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixel regions and the inter-pixel region between these pixel regions are provided with reflected light. By setting it as an emission region, light colored in the color of the colored film corresponding to each pixel region is emitted from the plurality of pixel regions, and non-colored light that is not absorbed by the colored film is emitted from the inter-pixel region. Thus, the brightness of the screen is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region.
[0019]
In this liquid crystal display device, since the region corresponding to the gate line between the pair of substrates is a light-transmitting region in which no liquid crystal exists, the light emission rate of this light-transmitting region is determined by the gate line and the counter electrode. Therefore, even if an electric field is generated during the period of time, there is no change, so that non-colored light with sufficient intensity can be emitted from almost the entire inter-pixel region, thereby effectively raising the screen brightness and making the screen sufficiently bright. .
[0020]
Another liquid crystal display device of the present invention is arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of the back side substrate of the pair of front side and back side substrates facing each other across the liquid crystal layer. A plurality of pixel electrodes, a plurality of thin film transistors respectively connected to the plurality of pixel electrodes, a plurality of gate lines that are wired along one side of each pixel electrode row and supply gate signals to the thin film transistors; A plurality of data lines that are wired along one side of each pixel electrode column and supply a data signal to the thin film transistor are provided, and the inner surface of the front substrate is opposed to the plurality of pixel electrodes. A counter electrode for forming a plurality of pixel regions between the region and a colored film of a plurality of colors corresponding to the plurality of pixel regions, respectively; And reflecting means provided for reflecting the light incident from the surface, the plurality of pixel regions, and the inter-pixel region between the pixel regions, with which a light exit area of the reflected light, In a region corresponding to the gate line between the pair of substrates, a transparent gap material is formed which is made of a transparent insulating material formed wider than the width of the gate line and regulates the distance between the pair of substrates. Has been It is characterized by this.
[0021]
That is, this liquid crystal display device is provided with the colored films of the plurality of colors corresponding to the plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixel regions and the inter-pixel region between these pixel regions are provided with reflected light. By setting it as an emission region, light colored in the color of the colored film corresponding to each pixel region is emitted from the plurality of pixel regions, and non-colored light that is not absorbed by the colored film is emitted from the inter-pixel region. Thus, the brightness of the screen is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region.
[0022]
And the liquid crystal display device of this invention is In a region corresponding to the gate line between the pair of substrates, a transparent gap material is formed which is made of a transparent insulating material formed wider than the width of the gate line and regulates the distance between the pair of substrates. Therefore, a region where the emission rate is not changed by the electric field generated between the gate line and the counter electrode is formed, It is possible to emit non-colored light having a sufficient intensity from almost the entire inter-pixel region, thereby effectively raising the screen brightness and sufficiently brightening the screen.
[0024]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
As described above, the liquid crystal display device according to the present invention is of a reflective type in which a reflecting means is provided on the back, but a plurality of colored films are provided corresponding to a plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixels By making the region and the inter-pixel region between these pixel regions an emission region of reflected light, and making the region corresponding to the gate line between the pair of substrates a light-transmitting region where no liquid crystal exists In this case, non-colored light having a sufficient intensity is emitted from almost the entire inter-pixel region to effectively raise the screen luminance and make the screen sufficiently bright.
[0025]
In this liquid crystal display device, the light-transmitting region is preferably formed, for example, by providing a transparent gap material that regulates the distance between the pair of substrates in a region corresponding to the gate line. Thus, the light transmitting region can be easily formed.
[0026]
Further, as described above, the other liquid crystal display device of the present invention is of a reflective type in which a reflecting means is provided on the back, and a plurality of colored films are provided corresponding to a plurality of pixel regions, The plurality of pixel regions and an inter-pixel region between these pixel regions are used as reflected light emission regions, A transparent gap material is formed in a region corresponding to the gate line between the pair of substrates, the transparent gap material being formed with a width wider than the width of the gate line, and for regulating the distance between the pair of substrates. Do Accordingly, non-colored light with sufficient intensity is emitted from almost the entire area between pixels to effectively raise the screen brightness, sufficiently brighten the screen, and areas corresponding to the colored films of the plurality of colors The difference in the thickness of the liquid crystal layer from the corresponding region between these colored films is reduced, the display unevenness is reduced, and the display quality is improved.
[0027]
In this liquid crystal display device, The reflecting means comprises a backlight and a transflective plate disposed on the front surface thereof. It is desirable to do this, Since the screen brightness can be supplemented by emitting illumination light from the reflecting means, display is performed in an environment with a wide illuminance range from low illuminance to high illuminance. be able to.
[0028]
In any of the above liquid crystal display devices, the colored films of the plurality of colors are formed in a size having an area smaller than the area of the pixel region, and these colored films are formed on the periphery of the plurality of pixel regions. It is preferable to provide each corresponding to the central region excluding the region.
[0029]
According to such a configuration, only the light transmitted through the central region corresponding to the colored film among the light transmitted through the plurality of pixel regions is absorbed by the colored film in the wavelength component of the absorption wavelength band. Since each of the pixel regions emits colored light that is emitted to the front of the device and is transmitted through a peripheral region that does not correspond to the colored film to the front of the device without being absorbed by the colored film. The color pixels of each color displayed by the light emitted from the light source are colored in the color of the colored film corresponding to the pixel region, and the brightness is raised by non-colored light that does not decrease the intensity due to absorption by the colored film. It is a bright pixel.
[0030]
Therefore, it is possible to display a much brighter color image than when colored light colored by a colored film is emitted from the entire area of the pixel region, and in addition, the screen is displayed by non-colored light emitted from the inter-pixel region. Since the brightness is raised, the screen can be very bright.
[0031]
【Example】
1 and 2 show a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a front view of a part of a liquid crystal display device, and FIG. 2 is an enlarged sectional view taken along line II-II in FIG.
[0032]
This liquid crystal display device is of an active matrix type that displays a multicolor image such as a full color image, and is one of a pair of substrates 1 and 2 on the front side and the back side facing each other across the liquid crystal layer 21. A plurality of transparent pixel electrodes 3 arranged in a matrix in the row direction and the column direction, and a plurality of TFTs (thin film transistors) 4 respectively connected to the plurality of pixel electrodes 3. A gate line 10 that is wired along one side of each pixel electrode row and supplies a gate signal to the TFT 4; and a data signal that is wired along one side of each pixel electrode column and is sent to the TFT 4 Is opposed to the data line 11 for supplying each of the pixel electrode rows and a region near the edge of the pixel electrode 3 through an insulating film (gate insulating film 6 of the TFT 4). Wherein the compensation capacitor electrode 12 forming a compensation capacitor is provided between the pixel electrode 3, an alignment film 14 is formed thereon.
[0033]
The TFT 4 is provided in correspondence with the gate electrode 5 on the gate insulating film 6, the gate insulating film 6 provided to cover the gate electrode 5 formed on the substrate 2, and the gate electrode 5. The i-type semiconductor film 7 and a source electrode 8 and a drain electrode 9 formed on both sides of the i-type semiconductor film 7 via an n-type semiconductor film (not shown).
[0034]
The gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12 are provided on the substrate 2, and the gate electrode 5 of the TFT 4 is formed integrally with the gate line 10.
[0035]
The gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 are formed of a metal film having a low resistance and a high light reflectivity, such as an aluminum-based alloy, for example. In order to increase the withstand voltage between the data lines 11, the surface is anodized.
[0036]
The gate insulating film (transparent film) 6 of the TFT 4 is provided over almost the entire surface of the substrate 2, and the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12 are covered with the gate insulating film 6 except for the terminal portions. It has been broken.
[0037]
The plurality of pixel electrodes 3 are provided on the gate insulating film 6, and each of these pixel electrodes 3 is connected to the corresponding source electrode 8 of the TFT 4 at the edge on one end side. .
[0038]
Further, the compensation capacitance electrode 12 is provided substantially in parallel with the gate line 10 so as to face the vicinity of the edge of the pixel electrode 3 of each row opposite to the TFT connection side. A compensation capacitor is formed by the pixel electrode 3 and the gate insulating film 6 therebetween.
[0039]
Further, the data line 11 is formed of a metal film having a low resistance and a high light reflectance such as an aluminum alloy, for example. The data line 11 is provided on the gate insulating film 6, and The source electrode 8 of the TFT 4 is connected to the pixel electrode 3, and the drain electrode 9 is connected to the data line 11.
[0040]
In this embodiment, the data line 11 is wired on the gate insulating film 6 and the drain electrode 9 of the TFT 4 in each column is formed integrally with the data line 11 corresponding to that column. The line 11 may be formed by covering the TFT 4 with an interlayer insulating film, wiring on the TFT 4, and connecting to the drain electrode 9 of the TFT 4 in a contact hole provided in the interlayer insulating film.
[0041]
A transparent overcoat insulating film 13 is provided on the inner surface of the rear substrate 2 so as to cover the peripheral edges of the TFT 4 and the data line 111 and the pixel electrode 3. An alignment film 14 is provided.
[0042]
Further, on the inner surface of the front substrate 1 which is the other substrate, a single film-like structure is formed which is opposed to all of the plurality of pixel electrodes 3 and forms a plurality of pixel regions A between these pixel regions 3. A transparent counter electrode 15, a plurality of colored films respectively corresponding to the plurality of pixel regions A in which the plurality of pixel electrodes 3 and the counter electrode 15 face each other, for example, three colors of red, green, and blue Light shielding films 17 and 18 corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B, the plurality of TFTs 4 and the compensation capacitor electrode 12, respectively, are provided, and an alignment film 19 is formed thereon. In FIG. 1, in order to make it easy to distinguish the light shielding films 17 and 18, the light shielding film portions are shaded in parallel.
[0043]
The three color filters 16R, 16G, and 16B of red, green, and blue are formed in a shape having an area smaller than the area of the pixel region A. The color filters 16R, 16G, and 16B are respectively Each of the plurality of pixel areas A is provided so as to correspond to the central area excluding the peripheral area. In this embodiment, the color filters 16R, 16G, and 16B are made to correspond to regions on the TFT connection side with respect to the region through which the compensation capacitor electrode 12 passes in each pixel region A.
[0044]
The light shielding films 17 and 18 are made of a metal film having a light absorption property such as chromium, and the light shielding film 17 corresponding to the TFT 4 is formed in an area covering the entire TFT portion, and is formed on the compensation capacitor electrode 12. The corresponding light shielding film 18 is formed over substantially the entire length of the compensation capacitor electrode 12 so as to have substantially the same width as the compensation capacitor electrode 12 or slightly narrower than that.
[0045]
Further, in this embodiment, the red, green and blue color filters 16R, 16G and 16B and the light shielding films 17 and 18 are provided on the substrate 1, and the counter electrode 15 is formed thereon. On top of this, an alignment film 19 is provided over almost the entire surface of the substrate 1.
[0046]
Further, the inner surface of one of the pair of substrates 1 and 2 is formed on the alignment film 19 or 14 formed on the substrate so as to correspond to the plurality of gate lines 10 respectively. A transparent gap member 20 that regulates the distance between the substrates 1 and 2 is provided at a predetermined thickness corresponding to the distance between the substrates.
[0047]
The transparent gap material 20 is formed by a transparent insulating material having a high light transmittance so as to be slightly wider than the width of the gate line 10, and intermittently along the length direction of the gate line 10. Is provided.
[0048]
In this embodiment, as shown in FIG. 1, the transparent gap material 20 is formed in a broken line shape separated at a portion corresponding to the light shielding film 17 corresponding to the plurality of TFTs.
[0049]
The pair of substrates 1 and 2 on the front side and the back side are overlapped with each other via a plurality of transparent gap members 20 corresponding to the plurality of gate lines 10 respectively, and a frame shape (not shown) is formed at the periphery of the substrate. A liquid crystal layer 21 is formed by filling liquid crystal in a region surrounded by the frame-shaped seal material between the substrates 1 and 2.
[0050]
The liquid crystal is filled between the substrates 1 and 2 by a vacuum injection method from a liquid crystal injection port formed by partially removing the frame-shaped sealing material, but the gap material 20 is the length of the gate line 10. Since the liquid crystal is intermittently provided at a predetermined pitch along the vertical direction, the liquid crystal injected from the liquid crystal injection port can be spread over the entire region surrounded by the frame-shaped sealing material.
[0051]
Therefore, the liquid crystal layer 21 is provided in a region where the plurality of transparent gap materials 20 respectively corresponding to the plurality of gate lines 10 are not included in the region surrounded by the frame-shaped sealing material, and the pair of substrates Of the region corresponding to the gate line 10 between 1 and 2, the region provided with the plurality of transparent gap members 20 is a light transmitting region 21a where no liquid crystal exists.
[0052]
The liquid crystal display device is a TN (twisted nematic) reflective display device, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 21 provided between the pair of substrates 1 and 2 are twisted between the substrates 1 and 2. Further, polarizing plates 23 and 24 are disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 1 and 2, respectively, for reflecting light incident from the front of the apparatus behind the polarizing plate 24 on the back side. A reflection plate 25 is disposed as a reflection means.
[0053]
In this embodiment, the alignment films 19 and 14 of the pair of substrates 1 and 2 are aligned in a direction substantially orthogonal to each other, and the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer 21 are in the vicinity of both the substrates 1 and 2. The alignment direction is regulated by the alignment films 19 and 14, and the two substrates 1 and 2 are twist-aligned with a twist angle of approximately 90 degrees.
[0054]
Further, this liquid crystal display device is a so-called normally white mode in which the display in a state where no electric field is applied to the liquid crystal layer 21 (the liquid crystal molecules are aligned in the initial twist alignment state) is a bright display. The pair of polarizing plates 23 and 24 disposed on the outer surfaces of the pair of substrates 1 and 2 are provided with their transmission axes substantially orthogonal to each other.
[0055]
In this liquid crystal display device, the plurality of pixel regions A and the inter-pixel region S between these pixel regions A are incident from the front of the device and are reflected by the reflector 25 or the gate line 10 and the data line 11. This is an emission area of reflected light to be reflected.
[0056]
In this liquid crystal display device, external light incident from the front surface is reflected by the reflecting plate 25 disposed on the back side, and the external light incident from the front surface is displayed on the absorption axis by the front-side polarizing plate 23. The light of the polarized light component is absorbed, becomes linearly polarized light, enters the liquid crystal layer 12, and undergoes birefringence according to the alignment state of the liquid crystal molecules in the process of passing through the liquid crystal layer 12, and rotates.
[0057]
Of the light that has passed through the liquid crystal layer 12, the light that travels to a region other than the gate line 10 and the data line 11 provided on the inner surface of the rear substrate 2 is emitted to the rear surface of the rear substrate 2. Of the light, the light of the polarization component along the transmission axis of the back-side polarizing plate 42 is transmitted through the back-side polarizing plate 42 and reflected by the reflecting plate 25. The reflected light sequentially passes through the back side polarizing plate 24, the liquid crystal layer 21, and the front side polarizing plate 23 and is emitted to the front of the apparatus.
[0058]
Of the light incident from the front of the device and transmitted through the liquid crystal layer 12, the light traveling toward the gate line 10 and the data line 11 is reflected by the gate line 10 and the data line 11 on the inner surface of the rear substrate 2. Without passing through the back side polarizing plate 24, the liquid crystal layer 21 and the front side polarizing plate 23 are sequentially transmitted and emitted to the front surface of the apparatus.
[0059]
Further, in this liquid crystal display device, a transparent gap material 20 is intermittently provided in a region corresponding to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2, and corresponds to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2. Of the regions, the region where the transparent gap material 20 is provided is a light-transmitting region 21a in which no liquid crystal is present, so that light incident on the light-transmitting region 21a out of the light incident from the front of the device is the transparent gap. The material 20 is transmitted through the liquid crystal without being subjected to birefringence, is reflected by the reflector 25 or the gate line 10, is again transmitted through the transparent gap material 20, and is transmitted through the front-side polarizing plate 23 to be front of the device. To exit.
[0060]
Of the external light incident from the front of the apparatus, the light incident on the light shielding films 17 and 18 provided on the inner surface of the front substrate 1 in correspondence with the TFT 4 and the compensation capacitor electrode 12 is shielded. Absorbed by the membranes 17 and 18.
[0061]
In the liquid crystal display device, the counter electrode 15 is connected to a reference potential, and a gate signal in which a selection period (a period during which the TFT 4 is turned on) is sequentially shifted is applied to the plurality of gate lines 10, and Display is driven by applying a data signal whose potential changes according to image data to the data line 11, and the liquid crystal molecules in the plurality of pixel regions A are pixels to which the data signal is supplied via the TFT 4. The alignment state is changed according to the drive electric field applied between the electrode 3 and the counter electrode 15 at the reference potential, and the intensity of light emitted from each pixel region A changes accordingly.
[0062]
Further, since this liquid crystal display device is of a normally white mode, the liquid crystal molecules in the region where the drive electric field is not applied, that is, the inter-pixel region S between the plurality of pixel regions A are in an initial twist alignment state (bright Therefore, the light emitted from the inter-pixel region S is light having an intensity with which incident light is always transmitted with high transmittance.
[0063]
However, as described in [Problems to be Solved by the Invention], the potential of the gate signal applied to the gate line 10 in the selection period is higher than the potential of the data signal applied to the data line 11. Since it is quite high, a strong electric field is generated between the gate line 10 and the counter electrode 15 for each selection period of each gate line 10, and the liquid crystal molecules in the region through which the gate line 10 passes due to the electric field change the alignment state. In other words, the transmittance of the region is lowered.
[0064]
However, in this liquid crystal display device, as described above, the transparent gap material 20 is intermittently provided in a region corresponding to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2, and the gate between the pair of substrates 1 and 2 is provided. Of the region corresponding to the line 10, the region where the transparent gap material 20 is provided is a translucent region 21 a in which no liquid crystal exists, so that liquid crystal molecules are generated by an electric field generated between the gate line 10 and the counter electrode 15. Only the region other than the light transmitting region 21a changes the orientation state, and the transmittance of the light transmitting region 21a does not change even when an electric field is generated between the gate line 10 and the counter electrode 15.
[0065]
Further, in the liquid crystal display device, the red, green, and blue color filters 16R, 16G, and 16B are provided so as to correspond to the plurality of pixel regions A, respectively. The light colored in the colors of the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the light is emitted, and the non-colored light that is not absorbed by the color filters 16R, 16G, and 16B is emitted from the inter-pixel region S.
[0066]
That is, the liquid crystal display device is provided with the red, green, and blue color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the plurality of pixel regions A, and between the plurality of pixel regions A and the pixel regions A. The inter-pixel region S is an emission region of reflected light that is incident from the front of the apparatus and is reflected by the reflector 25 or the gate line 10 and the data line 11. The light colored in the colors of the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the region A is emitted, and the non-colored light that is not absorbed by the color filters 16R, 16G, and 16B is emitted from the inter-pixel region S, and The brightness of the screen is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region S.
[0067]
In this liquid crystal display device, the region corresponding to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2 is intermittently set as a light transmitting region 21a in which no liquid crystal exists. The emission rate does not change even when an electric field is generated between the gate line 10 and the counter electrode 15, and therefore, non-colored light having sufficient intensity is emitted from almost the entire inter-pixel region S to increase the screen brightness. Effectively raising the bottom and brightening the screen sufficiently.
[0068]
In addition, in this embodiment, the areas of the red, green, and blue color filters 16R, 16G, and 16B are made smaller than the area of the pixel region A, and these color filters 16R, 16G, and 16B are replaced with the plurality of pixels. Since each area corresponds to the central area excluding the peripheral area of area A, a bright color image can be displayed.
[0069]
That is, since this liquid crystal display device is of a reflective type, the light incident on each pixel region A from the front of the device is absorbed by the color filters 16R, 16G, and 16B in the wavelength component of the absorption wavelength band. Even in the path through which the reflected light is emitted to the front surface of the apparatus, a certain amount of light is absorbed by the color filters 16R, 16G, and 16B, and the intensity of the colored light emitted to the front surface of the apparatus becomes extremely weak.
[0070]
However, in the liquid crystal display device of this embodiment, the area of the color filters 16R, 16G, and 16B is smaller than the area of the pixel region A, and these color filters 16R, 16G, and 16B exclude the peripheral region of the pixel region A. Since it corresponds to the central region, only the light transmitted through the central region a corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B among the light transmitted through the pixel region A is transmitted by the color filters 16R, 16G, and 16B. The light of the wavelength component in the absorption wavelength band is absorbed and becomes colored light, which is emitted to the front surface of the apparatus, and the light transmitted through the peripheral region b not corresponding to the color filters 16R, 16G, 16B is color filters 16R, 16G, 16B. Without being absorbed by the light, it is emitted to the front surface of the apparatus as non-colored light.
[0071]
Therefore, the color pixels of each color displayed by the light emitted forward from each pixel area A are colored in the colors of the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the pixel area A, and the brightness is set to the color color. It is a bright pixel raised to the bottom by non-colored light that does not decrease in luminance due to absorption by the filters 16R, 16G, and 16B.
[0072]
The transmittance of light in the central region corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B in each pixel region A and the transmittance of light in the peripheral region not corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B are as follows. Each pixel region is controlled by controlling the electric field applied between the electrodes 3 and 15 of each pixel region A because it changes according to the change in the alignment state of the liquid crystal molecules due to the driving electric field applied between the counter electrode 15 and the counter electrode 15. A multi-color image such as a full-color image is controlled by controlling the brightness of both colored light and non-colored light emitted from A, and changing the brightness of red, green, and blue color pixels emitted from these pixel regions A. Can be displayed.
[0073]
Therefore, the liquid crystal display device of the above embodiment can display a much brighter color image than that which emits colored light colored by the color filter from the entire pixel region A, and in addition, the pixel Since the screen brightness is raised by the non-colored light emitted from the interspace S, the screen can be made extremely bright.
[0074]
Further, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the transparent region 21 a provided in the region corresponding to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2 is provided in the region corresponding to the gate line 10. Since the transparent gap material 20 that regulates the distance between the two is provided and formed, the translucent region 21a can be easily formed.
[0075]
In the above embodiment, the transparent gap material 20 that forms the light-transmitting region 21a is formed in a broken line shape separated at locations corresponding to the light shielding films 17 corresponding to a plurality of TFTs, as shown in FIG. However, the transparent gap material 20 may be formed into a more finely divided shape, or may be formed over almost the entire length of the gate line 10.
[0076]
3 and 4 are Reference example 3 is a front view of a part of the liquid crystal display device, and FIG. 4 is an enlarged sectional view taken along line IV-IV in FIG. 3 and 4, the same reference numerals are given to the same components as those of the liquid crystal display device of the first embodiment shown in FIGS. 1 and 2, and the description thereof is omitted.
[0077]
this Reference example In the liquid crystal display device, the inner surface of the back-side substrate 2 is provided instead of providing a light-transmitting region 21a in which no liquid crystal exists in a region corresponding to the gate line 10 between the pair of substrates 1 and 2 as in the first embodiment. In addition, a transparent electric field suppression film 22 for weakening an electric field generated between the gate line 10 and the counter electrode 15 corresponding to the gate line 10 is provided with color filters 16R, The region between 16G and 16B is provided with substantially the same width, and the other configuration is the same as that of the first embodiment.
[0078]
this Reference example The color filters 16R, 16G, and 16B are provided so as to correspond to the region on the TFT connection side of the region of each pixel region A through which the compensation capacitor electrode 12 passes.
[0079]
The electric field suppression film 22 is formed on the gate insulating film 6 provided on the inner surface of the back substrate 2 so as to cover the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12, both of the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12. Is substantially the same width as the region between the color filters 16R, 16G, and 16B, and the portions corresponding to the electric field suppression film 22 of the pixel electrode 3 and the data line 11 are It is formed on the electric field suppressing film 22.
[0080]
Further, the electric field suppressing film 22 is made of an insulating material having a high light transmittance, and a liquid crystal layer thickness in a region corresponding to the electric field generation suppressing film 22 and a liquid crystal layer in a region corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B. The thickness is formed to be approximately equal to the thickness.
[0081]
this Reference example The liquid crystal display device is also provided with the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the plurality of pixel regions A, respectively, and the plurality of pixel regions A and an inter-pixel region S between these pixel regions A are provided. By setting the reflected light emission area, light colored in the colors of the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the pixel area A is emitted from the plurality of pixel areas A, and the color S is emitted from the inter-pixel area S. Non-colored light that is not absorbed by the filters 16R, 16G, and 16B is emitted, and the brightness of the screen is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region S.
[0082]
In this liquid crystal display device, a transparent electric field suppression film 22 for weakening an electric field generated between the gate line 10 and the counter electrode 15 corresponding to the gate line 10 is formed on the inner surface of the rear substrate 2. Since it is provided with almost the same width as the region between the color filters 16R, 16G, and 16B, even if the potential of the gate signal applied to the gate line 10 is high, it is between the gate line 10 and the counter electrode 15. The electric field generated in the region is an electric field having a strength weakened by the electric field suppressing film 22, and therefore, an electric field generated between the gate line 10 and the counter electrode 15 by liquid crystal molecules in a region through which the gate line 10 passes. Hardly changes the orientation state.
[0083]
Of the external light incident from the front of the apparatus, the light incident on the region where the electric field suppression film 22 is provided is reflected by the incident path and the reflection plate 25 or the gate line 10 and is emitted to the front of the apparatus. The electric field suppressing film 22 is transmitted twice through the path. Since the electric field suppressing film 22 is formed of an insulating material having a high light transmittance, light is transmitted through a region where the electric field suppressing film 22 is provided. There is almost no decline in the rate.
[0084]
Therefore, according to this liquid crystal display device, non-colored light having a sufficient intensity can be emitted from almost the entire inter-pixel region S to effectively raise the screen brightness and sufficiently brighten the screen.
[0085]
In addition, in this liquid crystal display device, since the electric field suppression film 22 is provided with substantially the same width as the region between the color filters 16R, 16G, and 16B, the region corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B The difference in liquid crystal layer thickness from the corresponding region between these color filters 16R, 16G, and 16B can be reduced, display unevenness can be reduced, and display quality can be improved.
[0086]
In addition, this Reference example Then, as described above, the electric field suppressing film 22 has a liquid crystal layer thickness in a region corresponding to the electric field generation suppressing film 22 and a liquid crystal layer thickness in regions corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B. Since the thickness is formed, the display quality can be further improved with almost no display unevenness.
[0087]
And this Reference example Then, both the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12 are formed on the gate insulating film 6 provided on the inner surface of the back side substrate 2 so as to cover the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12. Since the portions corresponding to the electric field suppressing film 22 of the pixel electrode 3 and the data line 11 are formed on the electric field suppressing film 22 so as to cover almost the entire length, the gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 are formed. And the pixel electrode 3 and the data line 11 are insulated from each other by the gate insulating film 6 and the electric field suppressing film 22, and between the gate line 10 and the capacitance forming electrode 12 and the pixel electrode 3 and the data line 11. It is possible to further increase the withstand voltage.
[0088]
Also this Reference example In the liquid crystal display device, the color filters 16R, 16G, and 16B are formed in a size having an area smaller than the area of the pixel region A, and the color filters 16R, 16G, and 16B are formed into a plurality of pixel regions A. Therefore, only the light that passes through the central region a corresponding to the color filters 16R, 16G, and 16B among the light that passes through the plurality of pixel regions A is provided. The color filters 16R, 16G, and 16B absorb the light of the wavelength component of the absorption wavelength band, and are emitted as colored light to the front of the apparatus, and pass through the peripheral region b that does not correspond to the color filters 16R, 16G, and 16B. The light to be emitted is not absorbed by the color filters 16R, 16G, and 16B and is emitted to the front surface of the apparatus as non-colored light.
[0089]
Therefore, the color pixels of each color displayed by the light emitted from each pixel area A are colored in the colors of the color filters 16R, 16G, and 16B corresponding to the pixel area A, and the brightness is changed to the color filters 16R, 16R, 16B. 16G and 16B are bright pixels that are raised by non-colored light that does not decrease in intensity due to absorption by 16G and 16B, and are therefore much brighter than when colored light colored by a color filter is emitted from the entire pixel region A. A color image can be displayed, and in addition, the screen brightness is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region S, so that the screen can be made extremely bright.
[0090]
The above Reference example Then, the electric field suppressing film 22 is formed on the gate insulating film 6 provided on the inner surface of the back-side substrate 2 so as to cover the gate line 10 and the compensation capacitor electrode 12. These may be provided on the pixel electrode 3 and the overcoat insulating film 13.
[0091]
Further, the electric field suppressing film 22 may be provided on the inner surface of the front substrate 1 so as to cover a region facing the gate line 10 of the counter electrode 15. And the inner surface (on the gate insulating film 6 or on the pixel electrode 3 and the overcoat insulating film 13).
[0092]
In other words, the electric field suppressing film 22 is provided on the inner surface of at least one of the pair of substrates 1 and 2 so as to correspond to the gate line 10 and have substantially the same width as the region between the color filters 16R, 16G, and 16B. That's fine.
[0093]
Also, above Reference example Then, the electric field suppressing film 22 is provided so as to correspond to almost the entire length of the gate line 10, but the electric field suppressing film 22 may be provided intermittently along the length direction of the gate line 10.
[0094]
Furthermore, as mentioned above First embodiment In this case, the color filters 16R, 16G, and 16B are provided so as to correspond to regions on the TFT connection side with respect to the region through which the compensation capacitance electrode 12 passes in each pixel region A. However, the color filters 16R, 16G, 16B may be provided so as to correspond to a region including a region through which the compensation capacitor electrode 12 passes in each pixel region A, and the color filters 16R, 16G, and 16B are provided in almost the entire region of the pixel region A. You may provide correspondingly.
[0095]
Also, Example above Then, although the color films of the plurality of colors provided corresponding to the plurality of pixel regions A are the three color filters 16R, 16G, and 16B of red, green, and blue, the color films of the plurality of colors are For example, three color filters of magenta, yellow, and cyan may be used.
[0096]
further, Example above This liquid crystal display device is of the TN type, but the present invention can also be applied to a liquid crystal display device of the STN (super twisted nematic) type, for example.
[0097]
Also, Example above Then, behind the back side substrate 2 (behind the back side polarizing plate 24 in the above embodiment), a reflecting plate 25 is arranged as a reflecting means for reflecting light incident from the front of the apparatus. The means may reflect external light incident from the front and emit the illumination light forward.
[0098]
This kind of reflecting means may be configured by arranging a transflective plate on the front surface of the backlight, and the front surface is made into a stepped surface as described in, for example, Japanese Patent Application No. 10-120978. And using a light guide having a reflective film formed on each of the plurality of step surfaces, the illumination light from the light source is taken from the end surface of the light guide and emitted from the plurality of step surfaces of the stepped shape surface, and forward May be reflected by the reflective films on the plurality of stepped surfaces.
[0099]
In this way, if the reflection means that reflects the external light incident from the front and emits the illumination light forward is used, even from an environment where sufficient screen brightness cannot be obtained by only the reflected light of the external light, the reflection means Since the screen brightness can be supplemented by emitting illumination light, display can be performed in an environment with a wide illuminance range from low illuminance to high illuminance.
[0100]
【The invention's effect】
The liquid crystal display device of the present invention is of a reflective type in which a reflecting means is provided on the back, and a plurality of colored films are provided corresponding to a plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixel regions, The inter-pixel region between the pixel regions is a reflected light emission region, and the region corresponding to the gate line between the pair of substrates is a light-transmitting region in which no liquid crystal is present. By emitting non-colored light with sufficient intensity from the entire area, the screen brightness can be effectively raised and the screen can be sufficiently brightened.
[0101]
In this liquid crystal display device, the light-transmitting region is preferably formed, for example, by providing a transparent gap material that regulates the distance between the pair of substrates in a region corresponding to the gate line. Thus, the light transmitting region can be easily formed.
[0102]
Another liquid crystal display device of the present invention is of a reflective type in which a reflecting means is provided in the back, and a plurality of colored films are provided corresponding to a plurality of pixel regions, respectively, and the plurality of pixel regions are provided. And an inter-pixel region between these pixel regions as an emission region of reflected light, A transparent gap material is formed in a region corresponding to the gate line between the pair of substrates, the transparent gap material being formed with a width wider than the width of the gate line, and for regulating the distance between the pair of substrates. do it Therefore, non-colored light with sufficient intensity is emitted from almost the entire area between pixels to effectively raise the screen brightness, sufficiently brighten the screen, and areas corresponding to the colored films of the plurality of colors The difference in thickness of the liquid crystal layer from the corresponding region between these colored films can be reduced, display unevenness can be reduced, and display quality can be improved.
[0103]
In this liquid crystal display device, The reflecting means includes a backlight and a transflective plate disposed on the front surface thereof. Is desirable, by doing this, Since the screen brightness can be supplemented by emitting illumination light from the reflecting means, display is performed in an environment with a wide illuminance range from low illuminance to high illuminance. be able to.
[0104]
In any of the above liquid crystal display devices, the colored films of the plurality of colors are formed in a size having an area smaller than the area of the pixel region, and these colored films are formed on the periphery of the plurality of pixel regions. It is preferable to provide each corresponding to the central area excluding the area. By doing so, a much brighter color image is displayed than when colored light colored by a colored film is emitted from the entire pixel area. In addition, since the screen brightness is raised by the non-colored light emitted from the inter-pixel region, the screen can be made extremely bright.
[Brief description of the drawings]
1 is a partial front view of a liquid crystal display device according to a first embodiment of the present invention;
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view taken along the line II-II in FIG.
[Figure 3] This Reference example The front surface of a part of liquid crystal display device which shows.
4 is an enlarged cross-sectional view taken along line IV-IV in FIG.
[Explanation of symbols]
1, 2, ... Board
3. Pixel electrode
4 ... TFT (active element)
10 ... Gate line
11 ... Data line
12 ... Compensation capacitor forming electrode
13 ... Overcoat insulating film
15 ... Counter electrode
16R, 16G, 16B ... Color filter (colored film)
17, 18 ... light shielding film
20 ... Transparent gap material
21 ... Liquid crystal layer
21a ... Translucent region
22 ... Electric field suppressing film
23, 24 ... Polarizing plate
25 ... Reflector
A ... Pixel area
S: Inter-pixel region

Claims

A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of the back side substrate of the pair of front side and back side substrates across the liquid crystal layer, and the plurality of pixel electrodes A plurality of thin film transistors connected to each other, a plurality of gate lines that are wired along one side of each pixel electrode row and supply gate signals to the thin film transistors, and a side of each pixel electrode column along one side thereof And a plurality of data lines for supplying data signals to the thin film transistors are provided, and a plurality of pixel regions are formed on the inner surface of the front substrate so as to face the plurality of pixel electrodes and between the pixel regions. A counter electrode and a plurality of colored films respectively corresponding to the plurality of pixel regions are provided to reflect light incident from the front of the apparatus behind the back substrate. Morphism means is provided,
The plurality of pixel regions and an inter-pixel region between these pixel regions are reflected light emission regions,
A liquid crystal display device, wherein a region corresponding to the gate line between the pair of substrates is a light-transmitting region in which no liquid crystal exists.

The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the translucent region is formed by providing a transparent gap material that regulates a distance between the pair of substrates in a region corresponding to the gate line.

A plurality of pixel electrodes arranged in a matrix in the row direction and the column direction on the inner surface of the back side substrate of the pair of front side and back side substrates across the liquid crystal layer, and the plurality of pixel electrodes A plurality of thin film transistors connected to each other, a plurality of gate lines that are wired along one side of each pixel electrode row and supply gate signals to the thin film transistors, and a side of each pixel electrode column along one side thereof And a plurality of data lines for supplying data signals to the thin film transistors are provided, and a plurality of pixel regions are formed on the inner surface of the front substrate so as to face the plurality of pixel electrodes and between the pixel regions. A counter electrode and a plurality of colored films respectively corresponding to the plurality of pixel regions are provided to reflect light incident from the front of the apparatus behind the back substrate. Morphism means is provided,
The plurality of pixel regions and an inter-pixel region between these pixel regions are reflected light emission regions,
In a region corresponding to the gate line between the pair of substrates, a transparent gap material is formed which is made of a transparent insulating material formed to have a width wider than the width of the gate line and regulates the distance between the pair of substrates. the liquid crystal display device characterized by being.

4. The liquid crystal display device according to claim 1, wherein the reflecting means includes a backlight and a transflective plate disposed in front of the backlight .

The colored films of the plurality of colors have an area that is smaller than the area of the pixel region, and these colored films are provided corresponding to the central region excluding the peripheral region of the plurality of pixel regions, respectively. the liquid crystal display device according to claim 1 or 3, characterized in that there.