JPH07270778A - アクティブマトリックス型カラー液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】反射型のアクティブマトリックス型カラー液晶
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、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も少なくして明るい表示
を得ることができるとともに、１つの画素で複数の色を
表示することができるものを提供する。 【構成】液晶セル１０と、１枚の偏光板３０と、位相差
板３１とを備え、前記液晶セル１０の裏面側基板１１の
内面に設けた画素電極１３を光反射膜で形成するととも
に、前記偏光板３０を液晶セル１０の表面側に配置し、
前記位相差板３１を液晶セル１０と偏光板３１との間に
配置するとともに、前記偏光板３０の透過軸と位相差板
３１の遅相軸とを所定角度斜めにずらした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクティブマトリック
ス型のカラー液晶表示装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、アクティブマトリックス型の液晶
表示装置としては、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。このＴＮ方式のアク
ティブマトリックス型液晶表示装置は、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アクティブ
マトリックス型の液晶セルと、この液晶セルをはさんで
配置された一対の偏光板とからなっており、一対の偏光
板は、その透過軸を互いに平行にするとともに、この透
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られている。

【０００３】上記アクティブマトリックス型の液晶セル
は、液晶層をはさんで対向する一対の透明基板のうち、
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スイッチング素子（例
えば薄膜トランジスタ）をマトリックス状に配設し、他
方の基板の内面に前記各画素電極に対向する透明な対向
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られている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。

【０００４】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により直線偏光させて液晶セル
に入射させ、液晶セルを通った光の透過を他方の偏光板
で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。

【０００５】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。

【０００６】なお、液晶表示装置には、透過型のもの
と、裏面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、表面側の偏光板と液晶セルと裏面側の偏光板とを順
次通って前記反射板で反射され、この反射光が前記裏面
側の偏光板と液晶セルと表面側の偏光板とを順次通って
出射する。

【０００７】ところで、上記ＴＮ型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、このカラー画像を表示するカラー液晶表
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。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の液
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、着色光の輝度が低く、したがって表示が
暗いという問題をもっている。

【０００９】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して透過光を着色するが、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
フィルタを通った着色光が、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
なり、表示が暗くなってしまう。

【００１０】しかも、反射型のカラー液晶表示装置の場
合、上記従来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、再び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ため、その過程
で透過光が、液晶セルの両方の基板と表裏の偏光板をそ
れぞれ２回ずつ通ることになり、そのため、これら基板
および偏光板での光吸収による光量ロスも大きいので、
さらに表示が暗くなってしまう。

【００１１】また、上記従来の液晶表示装置では、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。本発
明は、反射型のアクティブマトリックス型カラー液晶表
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、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も少なく、明るい表示を
得ることができるとともに、１つの画素で複数の色を表
示することができるものを提供することを目的としたも
のである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リックス型カラー液晶表示装置は、液晶セルと、１枚の
偏光板と、位相差板とを備えてなり、前記液晶セルは、
液晶層をはさんで対向する一対の基板のうち、表面側の
透明基板の内面に透明な対向電極を設け、裏面側の基板
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
対応する複数のスイッチング素子を配設したアクティブ
マトリックス型セルであって、前記画素電極は光反射膜
で形成されており、前記偏光板は前記液晶セルの表面側
に配置され、前記位相差板は前記液晶セルと前記偏光板
との間に配置されるとともに、前記偏光板の透過軸と前
記位相差板の遅相軸とが所定角度斜めにずれていること
を特徴とするものである。

【００１３】また、本発明は、上記液晶表示装置におい
て、液晶セルが液晶の分子を両基板間においてツイスト
配向させたものであって、その表面側基板上における液
晶分子の配向方向が裏面側基板上における液晶分子の配
向方向に対し表面側から見て左回りにほぼ９０°ずれて
おり、偏光板の透過軸は、前記液晶セルの裏面側基板上
における液晶分子の配向方向に対し表面側から見て左回
りにほぼ４５°の方向、位相差板の遅相軸は、前記液晶
セルの裏面側基板上における液晶分子の配向方向に対し
表面側から見て左回りにほぼ１４０°の方向にあり、前
記液晶セルの液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層の層厚ｄ
との積Δｎ・ｄの値が約１０００ｎｍ、位相差板のリタ
デーションの値が約６００ｎｍであることを特徴とす
る。

【００１４】さらに、本発明は、上記液晶表示装置にお
いて、前記液晶セルの裏面側基板に配設されるスイッチ
ング素子が基板上に形成され、このスイッチング素子は
絶縁膜で覆われており、画素電極は、少なくともその一
部が前記スイッチング素子と重なるように前記絶縁膜の
上に設けられて、この絶縁膜に形成したコンタクト孔に
おいて対応するスイッチング素子に接続されていること
を特徴とする。

【００１５】

【作用】本発明のアクティブマトリックス型カラー液晶
表示装置においては、偏光板を通って入射した直線偏光
が、この偏光板の透過軸に対して遅相軸が斜めにずれて
いる位相差板と、液晶セルの液晶層とを順次通る過程で
これらの複屈折効果により偏光状態を変えられるととも
に、前記液晶セルの裏面側基板の内面において光反射膜
からなる画素電極で反射され、この反射光が前記液晶層
および位相差板を通る過程で前記偏光状態とは異なる偏
光状態に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出射する。

【００１６】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、位相差板と液晶セルの液晶層とによ
る複屈折効果を利用して光を着色するものであり、前記
位相差板と液晶層は、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、偏光板を透過して出射する着色
光の光量は、前記偏光板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。

【００１７】しかも、この液晶表示装置は、反射型のも
のであるが、液晶セルの裏面側基板の内面に設けた画素
電極を光反射膜で形成し、この画素電極で光を反射させ
るようにしているため、液晶表示装置にその表面側から
入射し、前記画素電極で反射されて液晶表示装置の表面
側に出射する光は、その過程で、液晶セルの表面側基板
と液晶層および位相差板と１枚の偏光板とをそれぞれ２
回ずつ通るだけであるから、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も少ない。なお、前記位相
差板と液晶層は前述したようにほとんど光を吸収しな
い。

【００１８】したがって、この液晶表示装置によれば、
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、液晶セルの基板および偏光板での光吸
収による光量ロスも少なくして、明るい表示を得ること
ができる。

【００１９】さらに、この液晶表示装置においては、液
晶セルの両基板の電極間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、それによって液晶層の
複屈折性が変化するため、液晶セルへの印加電圧を制御
することにより、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後に偏光板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。

【００２０】本発明の液晶表示装置において、上述した
ように、液晶セルが液晶の分子を両基板間においてツイ
スト配向させたものであって、その表面側基板上におけ
る液晶分子の配向方向が裏面側基板上における液晶分子
の配向方向に対し表面側から見て左回りにほぼ９０°ず
れており、偏光板の透過軸が液晶セルの裏面側基板上に
おける液晶分子配向方向に対し表面側から見て左回りに
ほぼ４５°の方向、位相差板の遅相軸が前記液晶セルの
裏面側基板上における液晶分子配向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、前記液晶セ
ルのΔｎ・ｄの値が約１０００ｎｍ、位相差板のリタデ
ーションの値が約６００ｎｍである場合は、１つの画素
で赤、緑、青、白等の色を表示することができる。

【００２１】また、本発明の液晶表示装置において、液
晶セルの裏面側基板に配設するスイッチング素子を基板
上に形成し、このスイッチング素子を覆う絶縁膜の上に
光反射膜からなる画素電極を設ければ、この画素電極を
前記スイッチング素子を避けて形成する必要がないた
め、画素電極をその一部が前記スイッチング素子の上方
に重なるように形成して画素電極の面積を大きくするこ
とができ、したがって、画素の開口率を上げて、より表
示を明るくすることができる。

【００２２】

【実施例】図１は本発明の第１の実施例を示すアクティ
ブマトリックス型カラー液晶表示装置の一部分の断面図
である。この液晶表示装置は、液晶セル１０と、１枚の
偏光板３０と、１枚の位相差板３１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３１は液晶セル１０と前記偏光板３０との間に配
置されている。

【００２３】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はアクティブマトリックス型セル
であり、この実施例では、液晶２５の分子を両基板１
１，１２間においてツイスト配向させたものを用いてい
る。

【００２４】この液晶セル１０の液晶層をはさんで対向
する一対の基板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、行方
向および列方向にマトリックス状に配設された複数の画
素電極１３と、これら各画素電極１３にそれぞれ対応す
る複数のスイッチング素子１４とが設けられており、画
素電極１３上に透明な配向膜２２が設けられている。

【００２５】上記スイッチング素子１４は例えばＴＦＴ
（薄膜トランジスタ）であり、このＴＦＴ１４は、基板
１１上に形成されたゲート電極１５と、このゲート電極
１５を覆うゲート絶縁膜１６と、前記ゲート絶縁膜１６
の上に前記ゲート電極１５と対向させて形成されたａ−
Ｓi （アモルファスシリコン）等からなる半導体膜１７
と、この半導体膜１７の両側部に形成されたソース電極
１８およびドレイン電極１９とからなっている。

【００２６】なお、図示しないが、裏面側基板１１の上
には、上記ＴＦＴ１４にゲート信号を供給するゲートラ
イン（アドレスライン）と、前記ＴＦＴ１４に画像デー
タに応じたデータ信号を供給するデータラインとが配線
されており、ＴＦＴ１４のゲート電極１５は前記ゲート
ラインに一体に形成され、ドレイン電極１９は前記デー
タラインに接続されている。

【００２７】また、上記裏面側基板１１の上には、この
基板１１上に配設した全てのＴＦＴ１４を覆う保護絶縁
膜２０が形成されており、画素電極１３は、前記保護絶
縁膜２０の上に設けられている。

【００２８】この画素電極１３は、それに対応するＴＦ
Ｔ１４の上方から隣接するＴＦＴ１４の近くにわたっ
て、画素電極１３の一部が、対応するＴＦＴ１４の上方
に重なるようにして形成されており、この画素電極１３
は、上記保護絶縁膜２０に形成したコンタクト孔２１に
おいて対応するＴＦＴ１４のソース電極１８に接続され
ている。

【００２９】また、上記画素電極１３は、Ａl （アルミ
ニウム）膜等の光反射率の高い金属膜からなる光反射膜
で形成されており、その表面は光を拡散反射させるため
に粗面化処理されている。

【００３０】一方、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上の全ての画素電極１３に対向する
透明な対向電極１３が設けられ、この対向電極１３を覆
うように透明な配向膜２４が設けられている。

【００３１】そして、上記裏面側基板１１と表面側基板
１２とは、図示しないが、その外周縁部において枠状の
シール材を介して接合されており、液晶２５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。

【００３２】この液晶２５は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶２５の分子は、両基板１
１，１２に設けた配向膜２２，２４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２２，２４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。

【００３３】また、上記位相差板３１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３１は、上記液晶セル１０の表面側に配置された偏光
板３０と前記液晶セル１０との間に、位相差板３１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
３１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３１の表面に接着され
ている。

【００３４】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２２，２４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３１の遅相軸
の方向を次のように設定している。

【００３５】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３１遅相軸方向を設定して
いる。

【００３６】すなわち、図２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３１
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。

【００３７】この図２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、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９
０°ずれており、液晶の分子は両基板１１，１２間にお
いてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向されてい
る。

【００３８】また、図２において、３０ａは偏光板３０
の透過軸、３１ａは位相差板３１の遅相軸を示してお
り、偏光板３０の透過軸３０ａは方位角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
３１の遅相軸３１ａ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３１の遅相軸３１ａ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。

【００３９】さらに、この実施例の液晶表示装置では、
上記液晶セル１０の液晶２５の屈折率異方性Δｎと液晶
層の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値を約１０００ｎｍ（例え
ばΔｎ＝０．２，ｄ＝５００ｎｍ）とし、上記位相差板
のリタデーションの値を約６００ｎｍとしている。

【００４０】上記液晶表示装置は、その表面側から入射
する光（自然光または照明光源からの光）を液晶セル１
０の裏面側基板１１の内面において光反射膜からなる画
素電極１３で反射させて表示する反射型のものであり、
表面側からの入射光は、偏光板３０と位相差板３１とを
通って液晶セル１０に入射し、その液晶層を通って前記
画素電極１３で反射され、この反射光が液晶層を通って
液晶セル１０の表面側に出射し、さらに前記位相差板３
１と偏光板３１とを順次通って出射する。

【００４１】また、この液晶表示装置は、液晶セル１０
の裏面側基板１１の各画素電極１３と表面側基板１２の
対向電極２３との間に印加する電圧の大きさを制御して
表示駆動される。

【００４２】上記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３１の遅相軸３１ａ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３１を通る過程でその複屈折効
果により偏光状態を変えられて楕円偏光となり、この楕
円偏光が、液晶セル１０の液晶層を通る過程でその複屈
折効果によりさらに偏光状態を変えられるとともに、液
晶セル１０の裏面側基板１１の内面において光反射膜か
らなる画素電極１３で反射され、この反射光が前記液晶
層および位相差板３１を通る過程でこれらの複屈折効果
によりさらに偏光状態を変えられて前記偏光板３０に入
射する。

【００４３】そして、この偏光板３０に入射する反射光
は、上記位相差板３１と液晶層の複屈折効果により偏光
状態を変えられた非直線の偏光であるため、その光のう
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、この出射光がその波
長に対応した着色光となる。

【００４４】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、位相差板３１と液晶セル１０の液晶
層による複屈折効果を利用して光を着色するものであ
り、前記位相差板３１と液晶層は、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３０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。

【００４５】しかも、この液晶表示装置は、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を光反射膜で形成し、この画素電極１
３で光を反射させるようにしているため、液晶表示装置
にその表面側から入射し、前記画素電極１３で反射され
て液晶表示装置の表面側に出射する光は、その過程で、
液晶セル１０の表面側基板１２と液晶層および位相差板
３１と１枚の偏光板３０とをそれぞれ２回ずつ通るだけ
であり、したがって、液晶セル１０の基板および偏光板
での光吸収による光量ロスも少ない。

【００４６】すなわち、液晶セルをはさんで表裏一対の
偏光板を配置するとともに裏面側偏光板の裏面に反射板
を設けている従来の反射型液晶表示装置では、その表面
側から入射し前記反射板で反射されて再び表面側に出射
する光が、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
通るため、液晶セルの基板および偏光板での光吸収によ
る光量ロスが大きいが、上記実施例の液晶表示装置で
は、その表面側から入射して再び表面側に出射する光
が、液晶セル１０の表面側基板１２を計２回、１枚の偏
光板３０を計２回通るだけであるため、液晶セル１０の
基板および偏光板での光吸収による光量ロスは少ない。

【００４７】なお、上記液晶セル１０の表面側基板１２
には対向電極２３と配向膜２４が設けられており、また
裏面側基板１１の画素電極（光反射膜）１３の上には配
向膜２２があるため、液晶セル１０を通る光が、表面側
基板１２を通る際にこの基板１２自体による光吸収を受
けるとともに前記対向電極２３および配向膜２４によっ
てもある程度吸収され、さらに裏面側基板１１上の配向
膜２２によってもある程度吸収されるが、従来の液晶表
示装置では、液晶セルを通る光が、その両方の基板およ
びこれら両基板に設けられている電極と配向膜によって
吸収されるため、電極および配向膜による光吸収を含ん
だ光量ロスも、従来の液晶表示装置の方がはるかに大き
い。

【００４８】また、上記実施例の液晶表示装置において
は、光が位相差板３１と液晶セル１０の液晶層も通るが
この位相差板３１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ない。

【００４９】したがって、上記実施例の液晶表示装置に
よれば、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、液晶セル１０の基板および偏
光板での光吸収による光量ロスも少なくして、明るい表
示を得ることができる。

【００５０】さらに、従来の液晶表示装置では、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。

【００５１】すなわち、上記実施例の液晶表示装置にお
いては、液晶セル１０の両基板１１，１２の電極１３，
２３間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、それによって液晶層の複屈折性が変化す
るため、液晶セル１０への印加電圧を制御することによ
り、位相差板３１と液晶セル１０の液晶層との複屈折効
果により偏光状態を変えられた後に偏光板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。

【００５２】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アクティブマトリックス
型液晶表示装置（ＴＦＴをスイッチング素子とするも
の）の表示駆動と同様に、液晶セル１０の対向電極２３
に同期信号に同期した波形の基準信号を供給し、各ゲー
トラインに前記同期信号に同期させて順次ゲート信号を
供給するとともに、それに同期させて各データラインに
画像データに応じた電位のデータ信号を供給することに
よって行なえばよく、前記データ信号の電位を画像デー
タに応じて制御すれば、この画像データに応じた電位の
データ信号がＴＦＴ１４を介して画素電極１３に供給さ
れ、各画素電極１３と対向電極２３との間に画像データ
に応じた電圧が印加される。

【００５３】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間においてツイスト配向させたもの
であって、その表面側基板１２上における液晶分子の配
向方向１２ａが裏面側基板１１上における液晶分子の配
向方向１１ａに対し表面側から見て左回りにほぼ９０°
ずれており、偏光板３０の透過軸３０ａが液晶セル１０
の裏面側基板１１上における液晶分子配向方向１１ａに
対し表面側から見て左回りにほぼ４５°の方向、位相差
板３１の遅相軸３１ａが液晶セル１０の裏面側基板１１
上における液晶分子配向方向１１ａに対し表面側から見
て左回りにほぼ１４０°の方向にあり、液晶セル１０の
Δｎ・ｄの値が約１０００ｎｍ、位相差板３１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。

【００５４】図３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。

【００５５】この図３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１３，２３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。

【００５６】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。

【００５７】なお、上記液晶表示装置においては、図３
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。

【００５８】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。

【００５９】また、上記実施例の液晶表示装置において
は、液晶セル１０の裏面側基板１１に配設するＴＦＴ１
４を基板１１上に形成し、このＴＦＴ１４を覆う保護絶
縁膜２０の上に光反射膜からなる画素電極１３を設けて
いるため、この画素電極１３を前記ＴＦＴ１４を避けて
形成する必要がなく、したがって、図１に示したよう
に、画素電極１３をその一部がＴＦＴ１４の上方に重な
るように形成して画素電極１３の面積を大きくすること
ができるから、画素の開口率を上げて、より表示を明る
くすることができる。

【００６０】なお、上記実施例では、ＴＦＴ１４を保護
絶縁膜２０で覆ってその上に画素電極１３を設けている
が、この画素電極１３は、裏面側基板１１の上に前記Ｔ
ＦＴ１４と並べて設けてもよい。

【００６１】すなわち、図４は本発明の第２の実施例を
示すアクティブマトリックス型カラー液晶表示装置の一
部分の断面図であり、この実施例では、液晶セル１０の
裏面側基板１１の上に配設したＴＦＴ１４のゲート絶縁
膜１６の上に画素電極１３を形成し、この画素電極１３
を直接前記ＴＦＴ１４のソース電極１８に接続してい
る。

【００６２】なお、この実施例は、上述した第１の実施
例において裏面側基板１１の上に設けた保護絶縁膜２０
を省略し、画素電極１３をＴＦＴ１４と並べて設けたも
のであって、その他の構成は前記第１の実施例を同じで
あるから、重複する説明は図に同符号を付して省略す
る。

【００６３】上記第２の実施例においては、画素電極１
３をＴＦＴ１４と並べて設けているため、この画素電極
１３をＴＦＴ１４を避けて形成する必要があり、したが
って画素の開口率を上げることはできないが、その他の
効果、つまり、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、しかも、反射型装置でありながら
液晶セル１０の基板および偏光板での光吸収による光量
ロスも少なくして、明るい表示を得ることができるとと
もに、１つの画素で複数の色を表示することができると
いう効果は、上述した第１の実施例と同様である。

【００６４】また、上記実施例の液晶表示装置は、赤、
緑、青、白等の色を表示するものであるが、この液晶表
示素子の表示色は、印加電圧と、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，１２
ａと、偏光板３０の透過軸３０ａの方向および位相差板
３１の遅相軸３１ａの方向とによって決まるから、これ
らの条件を選択すれば、液晶表示素子の表示色を任意に
選ぶことができる。

【００６５】さらに、上記実施例では、液晶セル１０と
して液晶分子をツイスト配向させたものを用いている
が、この液晶セル１０は、液晶分子を、ホメオトロピッ
ク配向、ホモジニアス配向、またはハイブリッド配向の
いずれかに配向させたものであってもよく、またスイッ
チング素子は、ＴＦＴに限らずＭＩＭ等であってもよ
い。

【００６６】

【発明の効果】本発明のアクティブマトリックス型カラ
ー液晶表示装置は、液晶セルと、１枚の偏光板と、位相
差板とを備えてなり、前記液晶セルは、液晶層をはさん
で対向する一対の基板のうち、表面側の透明基板の内面
に透明な対向電極を設け、裏面側の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
スイッチング素子を配設したアクティブマトリックス型
セルであって、前記画素電極は光反射膜で形成されてお
り、前記偏光板は前記液晶セルの表面側に配置され、前
記位相差板は前記液晶セルと前記偏光板との間に配置さ
れるとともに、前記偏光板の透過軸と前記位相差板の遅
相軸とが所定角度斜めにずれていることを特徴とするも
のであるから、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、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も少なくして、明るい表
示を得ることができるとともに、１つの画素で複数の色
を表示することができる。

【００６７】また、本発明の液晶表示装置において、液
晶セルが液晶の分子を両基板間においてツイスト配向さ
せたものであって、その表面側基板上における液晶分子
の配向方向が裏面側基板上における液晶分子の配向方向
に対し表面側から見て左回りにほぼ９０°ずれており、
偏光板の透過軸が液晶セルの裏面側基板上における液晶
分子配向方向に対し表面側から見て左回りにほぼ４５°
の方向、位相差板の遅相軸が前記液晶セルの裏面側基板
上における液晶分子配向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、前記液晶セルのΔｎ・
ｄの値が約１０００ｎｍ、位相差板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、白等の色を表示することができる。

【００６８】さらに、本発明の液晶表示装置において、
液晶セルの裏面側基板に配設するスイッチング素子を基
板上に形成し、このスイッチング素子を覆う絶縁膜の上
に光反射膜からなる画素電極を設ければ、この画素電極
を前記スイッチング素子を避けて形成する必要がないた
め、画素電極をその一部が前記スイッチング素子の上方
に重なるように形成して画素電極の面積を大きくするこ
とができ、したがって、画素の開口率を上げて、より表
示を明るくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示すアクティブマトリ
ックス型カラー液晶表示装置の一部分の断面図。

【図２】同液晶表示装置の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。

【図３】同液晶表示装置のＣＩＥ色度図。

【図４】本発明の第２の実施例を示すアクティブマトリ
ックス型カラー液晶表示装置の一部分の断面図。

【符号の説明】 １０…液晶セル １１…裏面側基板 １２…表面側基板 １３…画素電極（光反射膜） １４…ＴＦＴ（スイッチング素子） ２０…保護絶縁膜 ２１…コンタクト孔 ２２…配向膜 ２３…対向電極 ２４…配向膜 ２５…液晶 １１ａ，１２ａ…液晶分子配向方向 ３０…偏光板 ３０ａ…透過軸 ３１…位相差板 ３１ａ…遅相軸

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶セルと、１枚の偏光板と、位相差板と
   を備えてなり、 前記液晶セルは、液晶層をはさんで対向する一対の基板
   のうち、表面側の透明基板の内面に透明な対向電極を設
   け、裏面側の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スイッチング素子を配
   設したアクティブマトリックス型セルであって、 前記画素電極は光反射膜で形成されており、 前記偏光板は前記液晶セルの表面側に配置され、前記位
   相差板は前記液晶セルと前記偏光板との間に配置される
   とともに、前記偏光板の透過軸と前記位相差板の遅相軸
   とが所定角度斜めにずれていることを特徴とするアクテ
   ィブマトリックス型カラー液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶セルは液晶の分子を両基板間において
   ツイスト配向させたものであって、その表面側基板上に
   おける液晶分子の配向方向が裏面側基板上における液晶
   分子の配向方向に対し表面側から見て左回りにほぼ９０
   °ずれており、偏光板の透過軸は、前記液晶セルの裏面
   側基板上における液晶分子の配向方向に対し表面側から
   見て左回りにほぼ４５°の方向、位相差板の遅相軸は、
   前記液晶セルの裏面側基板上における液晶分子の配向方
   向に対し表面側から見て左回りにほぼ１４０°の方向に
   あり、前記液晶セルの液晶の屈折率異方性Δｎと液晶層
   の層厚ｄとの積Δｎ・ｄの値が約１０００ｎｍ、位相差
   板のリタデーションの値が約６００ｎｍであることを特
   徴とする請求項１に記載のアクティブマトリックス型カ
   ラー液晶表示装置。
3. 【請求項３】液晶セルの裏面側基板に配設されるスイッ
   チング素子は基板上に形成され、このスイッチング素子
   は絶縁膜で覆われており、画素電極は、少なくともその
   一部が前記スイッチング素子と重なるように前記絶縁膜
   の上に設けられて、この絶縁膜に形成したコンタクト孔
   において対応するスイッチング素子に接続されているこ
   とを特徴とする請求項１または請求項２に記載のアクテ
   ィブマトリックス型カラー液晶表示装置。