JPH07306407A - 液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】反射型のものでありながら、液晶セルの基板お
よび偏光板での光吸収による光量ロスを少なくして明る
い表示を得ることができ、しかも、光の反射面が鏡面で
あっても、表示観察者の顔やその背景等の外部像の写り
込みを生じることがない液晶表示装置を提供する。 【構成】液晶セル１０の表面側に偏光板３０を配置し、
かつ、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Ｍとするとともに、前記液晶
セル１０の表面側基板１２の表面を光散乱面Ａとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、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】従来、反射型の液晶表示装置は、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
面側の偏光板の裏面に反射板を配置した構成となってい
る。上記液晶セルは、表裏一対の透明基板間に液晶を挟
持させたものであり、その両基板の内面（液晶層との対
向面）にはそれぞれ液晶層に電圧を印加するための透明
な電極が形成されるとともにその上に配向膜が設けられ
ており、液晶の分子は、両基板側における配向方向を前
記配向膜で規制されて、所定の配向状態に配向されてい
る。

【０００３】この反射型の液晶表示装置は、自然光また
は室内照明光等の外光を利用して表示するもので、液晶
表示装置にその表面側から入射する外光は、表面側の偏
光板の偏光作用により直線偏光となって液晶セルに入射
する。

【０００４】また、液晶セルの液晶分子の配向状態は、
両基板の電極間に印加される電圧によって変化し、この
液晶分子の配向状態に応じて液晶層の複屈折効果が変化
するため、液晶セルに入射した直線偏光は、液晶分子の
配向状態に応じた偏光状態の光となって裏面側の偏光板
に入射する。

【０００５】そして、この光は、裏面側偏光板の検光作
用により画像光となり、この画像光が反射板で反射され
て、前記裏面側偏光板と、液晶セルと、表面側偏光板と
を通って液晶表示装置の表面側に出射する。

【０００６】すなわち、上記反射型の液晶表示装置は、
表面側偏光板の偏光作用と、液晶セルの複屈折効果と、
裏面側偏光板の検光作用とによって表示される光画像を
裏面側の反射板で反射させて液晶表示装置の表面側から
観察するものである。

【０００７】なお、この反射型の液晶表示装置において
は、上記反射板の反射面が鏡面であると、表示観察者の
顔やその背景等の外部像が反射板面に写り、その像が表
示画像と重なって見えるため、前記反射板として、反射
面を粗面処理した散乱反射板を用い、前記外部像の写り
込みをなくしている。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の反
射型液晶表示装置は、その表面側からの入射光が、表面
側偏光板と液晶セルと裏面側偏光板とを通って反射板で
反射され、その反射光が、前記裏面側基板と液晶セルと
表面側偏光板とを通って液晶表示装置の表面側に出射す
るため、表面側から入射した光が再び表面側に出射する
までの間に、液晶セルの両方の基板をそれぞれ２回ずつ
計４回通り、また表裏の偏光板をそれぞれ２回ずつ計４
回通ることになり、したがって、液晶セルの基板および
偏光板での光吸収による光量ロスが大きくて、表示が暗
くなってしまうという問題をもっていた。

【０００９】本発明は、反射型のものでありながら、液
晶セルの基板および偏光板での光吸収による光量ロスを
少なくして明るい表示を得ることができ、しかも、光の
反射面が鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等
の外部像の写り込みを生じることがない液晶表示装置を
提供することを目的としたものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の液晶表示装置
は、表裏一対の基板間に液晶を挟持させた液晶セルと、
この液晶セルの表面側に配置された偏光板とからなり、
かつ、前記液晶セルの裏面側基板の内面に光反射膜が設
けられ、前記液晶セルの表面側基板の表面が光散乱面と
なっていることを特徴とするものである。

【００１１】本発明の液晶表示装置において、前記液晶
セルが、例えば、裏面側基板の内面に複数の画素電極と
これら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能動素子を
配設し、表面側基板の内面に前記各画素電極と対向する
対向電極を設けたアクティブマトリックス型セルである
場合は、前記画素電極に光反射膜を兼ねさせてもよい。

【００１２】この場合、前記能動素子を保護絶縁膜で覆
い、光反射膜を兼ねる画素電極を、その一部を前記能動
素子に重ねて設けて、前記保護絶縁膜に形成したコンタ
クト孔において前記能動素子に接続してもよい。

【００１３】また、液晶セルが裏面側基板の内面に画素
電極と能動素子を配設したアクティブマトリックス型セ
ルの場合は、前記画素電極を透明電極とし、この画素電
極の裏面側に透明な絶縁膜を介して光反射膜を設けても
よく、その場合は、前記光反射膜にキャパシタ電極を兼
ねさせ、この光反射膜と画素電極およびその間の絶縁膜
とによって非選択期間における画素の保持電圧を補償す
る補償容量を構成してもよい。

【００１４】さらに、前記液晶セルが、例えば、表面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、裏面側基板
の内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
ルである場合は、前記対向電極に光反射膜を兼ねさせて
もよい。

【００１５】

【作用】本発明の液晶表示装置においては、その表面側
からの入射光が偏光板を通って液晶セルに入射し、その
液晶層を通った光が、液晶セルの裏面側基板の内面にお
いて反射膜により反射され、再び液晶層を通って前記偏
光板に入射して、この偏光板を透過する光が画像光とな
って液晶表示装置の表面側に出射する。

【００１６】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
の裏面側基板の内面に光反射膜を設けることにより、液
晶セルにその表面側から入射した光を、前記裏面側基板
の内面において反射させるとともに、液晶セルの表面側
だけに１枚の偏光板を設けて、この偏光板に、外部から
の入射光を直線偏光とする偏光作用と偏光状態を変えら
れた光を画像光とする検光作用との両方の作用をもたせ
たものである。

【００１７】この液晶表示装置においては、液晶セルの
両基板のうち、光が通るのは表面側基板だけであり、ま
た偏光板も１枚だけであるため、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を少なくして、明るい
表示を得ることができる。

【００１８】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に反射膜を設けているた
め、この反射膜を拡散反射膜とすることは難しいが、前
記液晶セルの表面側基板の表面が光散乱面となっている
ため、光の反射面、つまり前記反射膜の表面が鏡面であ
っても、表示観察者の顔やその背景等の外部像の写り込
みを生じることはない。

【００１９】また、上記液晶セルが、例えば、裏面側基
板の内面に画素電極と能動素子を配設し、表面側基板の
内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セル
である場合、前記画素電極に光反射膜を兼ねさせれば、
液晶セルの構造を簡素化するとともにその製造を容易に
することができる。

【００２０】さらにこの場合、前記能動素子を保護絶縁
膜で覆い、前記画素電極を、その一部を前記能動素子に
重ねて設けて、前記保護絶縁膜に形成したコンタクト孔
において前記能動素子に接続すれば、光反射膜を兼ねる
画素電極の面積を大きくして液晶表示装置の開口率を上
げ、より表示を明るくすることができる。

【００２１】また、液晶セルが裏面側基板の内面に画素
電極と能動素子を配設したアクティブマトリックス型セ
ルの場合、前記画素電極を透明電極とし、この画素電極
の裏面側に透明な絶縁膜を介して光反射膜を設けてもよ
いが、その場合、前記光反射膜にキャパシタ電極を兼ね
させ、この光反射膜と画素電極およびその間の絶縁膜と
によって非選択期間における画素の保持電圧を補償する
補償容量を構成すれば、液晶セルの構造を簡素化すると
ともにその製造を容易にすることができる。

【００２２】さらに、上記液晶セルが、例えば、表面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、裏面側基板
の内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
ルである場合、前記対向電極に光反射膜を兼ねさせれ
ば、液晶セルの構造を簡素化するとともにその製造を容
易にすることができる。

【００２３】

【実施例】

［第１の実施例］図１〜図４は本発明の第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断面図であ
る。

【００２４】この実施例の液晶表示装置は、液晶セル１
０と、１枚の偏光板３０と、１枚の位相差板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。

【００２５】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２６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。

【００２６】この液晶セル１０の液晶層をはさんで対向
する表裏一対の基板１１，１２のうち、裏面側の基板
（図において下側の基板）１１は、ガラス板等からなる
絶縁性基板（ただし、透明である必要はない）であり、
この裏面側基板１１の内面つまり液晶層との対向面に
は、複数の画素電極１３とこれら各画素電極１３にそれ
ぞれ対応する複数の能動素子１４とが行方向および列方
向にマトリックス状に配設されており、その上に透明な
配向膜２３が設けられている。

【００２７】上記能動素子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、このゲート絶縁膜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ｉ型半導体膜１７
と、このｉ型半導体膜１７の両側部に不純物をドープし
たａ−Ｓi 等からなるｎ型半導体膜１８を介して形成さ
れたソース電極１９ｓおよびドレイン電極１９ｄとから
なっており、このＴＦＴ１４は保護絶縁膜２１で覆われ
ている。

【００２８】なお、２０は、前記ｉ型半導体膜１７のチ
ャンネル領域の上に形成されたブロッキング絶縁膜であ
り、このブロッキング絶縁膜２０は、前記ｎ型半導体膜
１８をｉ型半導体膜１７を保護するために設けられたも
のである。

【００２９】上記ＴＦＴ１４のゲート絶縁膜１６は、Ｓ
i Ｎ（窒化シリコン）等からなる透明絶縁膜であり、こ
のゲート絶縁膜１６は基板１１のほぼ全面にわたって形
成されている。

【００３０】また、図示しないが、上記裏面側基板１１
の上には、上記ＴＦＴ１４のゲート電極１５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のドレイン電極１９ｄ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い
る。

【００３１】上記ゲートラインは、基板１１上に、上記
ＴＦＴ１４のゲート電極１５と一体に形成されており、
このゲートラインは、その端子部を除いて前記ゲート絶
縁膜１６で覆われている。また、上記データラインは、
前記ゲート絶縁膜１６の上に形成されており、このデー
タラインは上記ＴＦＴ１４のドレイン電極１９ｄにつな
がっている。

【００３２】また、上記画素電極１３は、上記ゲート絶
縁膜１６の上に上記ＴＦＴ１４を避けて形成されてお
り、各画素電極１３はそれぞれ、その一端部において対
応するＴＦＴ１４のソース電極１９ｓに接続されてい
る。

【００３３】この各画素電極１３は、いずれも光反射膜
Ｍを兼ねる電極であり、この画素電極１３は、Ａl （ア
ルミニウム）またはＡl 系合金等からなる光反射率の高
い金属膜で形成されており、その表面、つまり光反射面
はほぼ鏡面となっている。

【００３４】また、各画素電極１３の裏側にはそれぞ
れ、上記ゲート絶縁膜１６をはさんで前記画素電極１３
と対向するキャパシタ電極２２が設けられており、この
キャパシタ電極２２と画素電極１３およびその間のゲー
ト絶縁膜１６とによって、非選択期間における画素の保
持電圧を補償する補償容量Ｃs が構成されている。

【００３５】上記キャパシタ電極２２は、裏面側基板１
１の上に設けられており、このキャパシタ電極２０とＴ
ＦＴ１４のゲート電極１５およびゲートラインは、基板
１１上にＡl 系合金等の金属膜をスパッタ装置等により
成膜し、この金属膜をフォトリソグラフィ法によりパタ
ーニングすることによって同時に形成されている。

【００３６】なお、この実施例では、上記キャパシタ電
極２２を、画素電極１３とほぼ同じ大きさに形成し、こ
のキャパシタ電極２２と画素電極１３との対向面積を大
きくして、上記補償容量Ｃs の容量値を大きくしてい
る。

【００３７】また、上記キャパシタ電極２２は、このキ
ャパシタ電極２２が対向する画素電極１３の前の行（前
に選択される行）の画素電極に対応するＴＦＴのゲート
ラインか、あるいは裏面側基板１１の上にゲートライン
と平行に配線されたキャパシタライン（図示しないが、
キャパシタ電極２２と同じ金属膜で形成する）につなが
っており、各キャパシタ電極２２は、前記ゲートライン
またはキャパシタラインを介して基準電位に接続され
る。

【００３８】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、ガラス板またはアクリル樹脂
等の硬質樹脂板からなる透明基板（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、ＩＴＯ膜等からなる透明な対向電極２４が設け
られ、その上に透明な配向膜２５が設けられている。な
お、前記対向電極２４は、上記裏面側基板１１の各画素
電極の全てに対向する一枚膜状の電極とされている。

【００３９】また、上記表面側基板１２の表面は光散乱
面Ａとなっており、この光散乱面Ａは、図２にその一部
分の断面を拡大して示したように、微小な凹凸面となっ
ている。

【００４０】この光散乱面Ａは、表面側基板１２の表面
をエッチングにより粗面化して形成されたものであり、
その凹凸の平均高さ（凹面と凸面との高さの差）ｈは１
〜５μｍ、凹凸の平均ピッチｐは５〜４０μｍであり、
光散乱面Ａのヘイズ値は、９〜１４％である。

【００４１】なお、上記ヘイズ値は、ＪＩＳ Ｋ ６７
１４に準ずる積分球式光線透過率測定装置（ヘイズメー
タ）による測定値である。このヘイズ値は次式により算
出される。

【００４２】全光線透過率；Ｔt(%)＝Ｔ2 ／Ｔ1 平行光線透過率；Ｔp(%)＝Ｔt −Ｔd 拡散透過率；Ｔd(%)＝［Ｔ4 −Ｔ3 ×（Ｔ2 ／Ｔ1 ）］
／Ｔ1 ヘイズ値；Ｈ(%) ＝（Ｔd ／Ｔt ）×１００ Ｔ1 ；入射光線量 Ｔ2 ；全光線透過光量 Ｔ3 ；測定装置の拡散光量 Ｔ4 ；試験片（基板１２）と測定装置による拡散光量 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２６は両基板１１，１２間の
前記シール材で囲まれた領域に充填されている。

【００４３】この液晶２６は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶２６の分子は、両基板１
１，１２に設けた配向膜２３，２５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２３，２５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。

【００４４】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。

【００４５】そして、この位相差板３１は、液晶セル１
０の表面側基板１２の表面に接着され、偏光板３０は位
相差板３１の表面に接着されている。なお、前記位相差
板３１は、液晶セル１０の表面側基板１２の光散乱面Ａ
の凹部との間の空隙を接着剤で塞いでしまわないよう
に、外周縁部において前記表面側基板１２に接着されて
いる。

【００４６】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２３，２５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。

【００４７】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の遅相軸方向を設定し
ている。

【００４８】すなわち、図３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。

【００４９】この図３のように、液晶セル１０の表面側
基板１２上における液晶分子配向方向１２ａは、裏面側
基板１１上における液晶分子配向方向１１ａ方向、つま
り方位角０°の方向に対し、表面側から見て左回りにほ
ぼ９０°ずれており、液晶２６の分子は両基板１１，１
２間においてほぼ９０°のツイスト角でツイスト配向さ
れている。

【００５０】また、図３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は上記方位角０°の方向
に対し表面側から見て左回りにほぼ４５°の方向、位相
差板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。

【００５１】この液晶表示装置は、その表面側から入射
する光（自然光または室内照明光等）を利用して表示す
る反射型のものであり、この液晶表示装置においては、
その表面側からの入射光（外光）が偏光板３０と位相差
板３１とを通って液晶セル１０に入射し、その液晶層を
通った光が、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面にお
いて反射膜Ｍを兼ねる画素電極１３により反射され、再
び液晶層と位相差板３１とを通って前記偏光板３０に入
射して、この偏光板３０を透過する光が画像光となって
液晶表示装置の表面側に出射する。

【００５２】すなわち、この液晶表示装置は、液晶セル
１０の裏面側基板１１の内面に光反射膜Ｍ（この実施例
では画素電極１３で兼用）を設けることにより、液晶セ
ル１０にその表面側から入射した光を、前記裏面側基板
１１の内面において反射させるとともに、液晶セル１０
の表面側だけに１枚の偏光板３０を設けて、この偏光板
３０に、外部からの入射光を直線偏光とする偏光作用と
偏光状態を変えられた光を画像光とする検光作用との両
方の作用をもたせたものである。

【００５３】上記液晶表示装置の表示動作を説明する
と、この液晶表示装置においては、偏光板３０の透過軸
３０ａに対して位相差板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Ｍ（画素
電極１３）で反射され、再び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。

【００５４】そして、この偏光板３０に入射した反射光
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。

【００５５】つまり、この液晶表示装置は、位相差板３
１および液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板３
０の偏光および検光作用とを利用して光を着色するもの
であり、この液晶表示装置によれば、一般に用いられて
いるカラーフィルタを用いた液晶表示装置に比べて、非
常に明るい着色光を得ることができる。

【００５６】すなわち、カラーフィルタは、その色に対
応する波長域以外の波長光を吸収して光を着色するが、
このカラーフィルタは、その色に対応する波長域の光も
かなり高い吸収率で吸収するため、カラーフィルタによ
って光を着色する液晶表示装置では、表示装置に入射す
る光のうちの着色光となる波長帯域の光量に比べて、カ
ラーフィルタを通った着色光の光量がかなり減少する。

【００５７】この点、上記実施例のカラー液晶表示装置
は、カラーフィルタを用いずに透過光を着色するもので
あるため、カラーフィルタによる光吸収はないし、ま
た、位相差板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。

【００５８】また、カラーフィルタによって光を着色す
る液晶表示装置では、その表示色がカラーフィルタの色
によって決まるため、１つの画素で複数の色を表示する
ことはできなかったが、上記実施例の液晶表示装置によ
れば、１つの画素で複数の色を表示することができる。

【００５９】すなわち、上記実施例の液晶表示装置にお
いては、位相差板３１の複屈折効果は変化しないが、液
晶セル１０の液晶層の複屈折効果は、両基板１１，１２
の電極１３，２４間に印加される電圧によって液晶分子
の配向状態が変化するのにともなって変化するため、液
晶セル１０への印加電圧を制御して、位相差板３１と液
晶セル１０の液晶層とを通った光の偏光状態を変化させ
てやれば、偏光板３０を透過して出射する着色光の色を
変化させることができ、したがって、１つの画素で複数
の色を表示することができる。

【００６０】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を能動素子とするもの）の表示
駆動と同様に、液晶セル１０の対向電極２４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、各行の画素の選択期間に前記画像データに
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、その電荷が補償容量Ｃs に蓄積され
て、この補償容量Ｃs の蓄積電荷量に応じた電圧が、非
選択期間中、画素電極１３と対向電極２４との間に印加
される。

【００６１】上記液晶表示装置の表示色について説明す
ると、例えば上述したように、液晶セル１０が液晶分子
を両基板１１，１２間においてほぼ９０°のツイスト角
でツイスト配向させたものであって、その両基板１１，
１２上における液晶分子の配向方向１１ａ，１２ａと、
偏光板３０の透過軸３０ａと、位相差板３１の遅相軸３
１ａとがそれぞれ図３に示した方向にあり、かつ、液晶
セル１０のΔｎ・ｄ（液晶２６の屈折率異方性Δｎと液
晶層厚ｄとの積）の値が約１０００ｎｍ、位相差板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。

【００６２】図４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。

【００６３】この図４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１３，２４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。

【００６４】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。

【００６５】なお、上記液晶表示装置においては、図４
のように、出射光の色が、緑Ｇから青Ｂに変化してゆく
途中においても白Ｗに近い色になるが、この付近では、
電圧の変化に対する色変化が大きく、したがって、この
色を表示させるための電圧制御が面倒であるから、白Ｗ
の表示は、赤Ｒの表示色を得る電圧より高い電圧によっ
て表示させるのが望ましい。

【００６６】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。

【００６７】なお、上記実施例の液晶表示装置は、赤、
緑、青、白の色を表示するものであるが、この液晶表示
装置の表示色は、印加電圧と、液晶セル１０の両基板１
１，１２上における液晶分子の配向方向１１ａ，１２ａ
および液晶分子のツイスト角と、偏光板３０の透過軸３
０ａ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
表示装置の表示色を任意に選ぶことができる。

【００６８】そして、上記液晶表示装置は、反射型のも
のであるが、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面に設
けた画素電極１３に光反射膜Ｍを兼ねさせ、この裏面側
基板１１の内面で光を反射させるようにしているため、
液晶セル１０の両基板１１，１２のうち、光が通るのは
表面側基板１２だけであり、また偏光板３０も１枚だけ
であるため、液晶セルの基板および偏光板での光吸収に
よる光量ロスを少なくして、明るい表示を得ることがで
きる。

【００６９】なお、こ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ほとんどな
い。

【００７０】また、上記液晶表示装置においては、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３
に光反射膜Ｍを兼ねさせており、この画素電極１３は極
く薄いために、前記光反射膜Ｍを拡散反射膜とすること
は難しいが、液晶セル１０の表面側基板１２の表面が光
散乱面Ａとなっているため、液晶表示装置への入射光お
よび出射光を前記光散乱面Ａで散乱させることができ、
したがって、光の反射面、つまり前記画素電極１３の表
面が鏡面であっても、表示観察者の顔やその背景等の外
部像の写り込みを生じることはない。

【００７１】なお、上記光散乱面Ａの散乱効果は、上述
したヘイズ値によって決まり、このヘイズ値が２５％以
上であると、偏光板３０の検光作用によって画像光とな
った光も大きく散乱されて表示画像が不鮮明になり、ま
たヘイズ値が６％以下であると上記外部像の写り込みを
生じるが、光散乱面Ａのヘイズ値が９〜１４％の範囲で
あれば、鮮明な表示画像を得るとともに外部像の写り込
みもなくすことができる。

【００７２】しかも、上記液晶表示装置では、液晶セル
１０の裏面側基板１１の内面に設けた画素電極１３に光
反射膜Ｍを兼ねさせているため、液晶セル１０の裏面側
基板１１の内面に光反射膜を設けたものでありながら、
液晶セル１０の構造を簡素化するとともにその製造を容
易にすることができる。

【００７３】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の内面に設けた画素
電極１３に光反射膜Ｍを兼ねさせているため、この画素
電極１３の裏側に設けるキャパシタ電極２２は液晶表示
装置の開口率には全く関与しないから、このキャパシタ
電極２２を大きく形成して、画素の補償容量Ｃs の容量
値を十分に確保することができる。

【００７４】［第２の実施例］なお、上記第１の実施例
では、光反射膜Ｍを兼ねる画素電極１３を、能動素子で
あるＴＦＴ１４を避けて形成しているが、この画素電極
１３は、その一部を前記ＴＦＴ１４の上に重ねて形成し
てもよい。

【００７５】図５は本発明の第２の実施例を示す液晶表
示装置の一部分の断面図であり、この実施例の液晶表示
装置は、上記ＴＦＴ１４を覆う保護絶縁膜２１を基板１
１のほぼ全面にわたって形成し、前記保護絶縁膜２１の
上に、画素電極１３をその一部をＴＦＴ１４の上に重ね
て設けて、この画素電極１３を、前記保護絶縁膜２１に
形成したコンタクト孔２１ａにおいてＴＦＴ１４のソー
ス電極１９ｓに接続したものである。

【００７６】なお、この実施例は、ＴＦＴ１４を覆う保
護絶縁膜２１と画素電極１３の形成状態が異なるだけ
で、他の構成は上述した第１の実施例と同じであるか
ら、重複する説明は図に同符号を付して省略する。ただ
し、この実施例では、補償容量Ｃs の絶縁膜（画素電極
１３とキャパシタ電極２２との間の絶縁膜）が、ゲー絶
縁膜１６と保護絶縁膜２１との二層膜となっている。

【００７７】この実施例のように、ＴＦＴ１４を保護絶
縁膜２１で覆い、画素電極１３をその一部を前記ＴＦＴ
１４に重ねて設ければ、光反射膜Ｍを兼ねる画素電極１
３の面積を大きくして液晶表示装置の開口率を上げ、よ
り表示を明るくすることができる。

【００７８】［第３の実施例］また、上記第１および第
２の実施例では、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面
に設けた画素電極１３に光反射膜Ｍを兼ねさせている
が、前記画素電極１３をＩＴＯ膜等からなる透明電極と
し、この画素電極１３の裏面側に、透明な絶縁膜を介し
て光反射膜を設けてもよい。

【００７９】この場合、前記光反射膜に図１および図５
に示したキャパシタ電極２２を兼ねさせ、この光反射膜
と画素電極１３およびその間の絶縁膜とによって非選択
期間における画素の保持電圧を補償する補償容量Ｃs を
構成すれば、液晶セル１０の構造を簡素化するとともに
その製造を容易にすることができる。

【００８０】このように光反射膜にキャパシタ電極２２
を兼ねさせる場合は、図１および図５に示した液晶表示
装置のキャパシタ電極２２を光反射膜で形成し、画素電
極１３を透明電極とすればよい。ただし、図５に示した
液晶表示装置の場合は、保護絶縁膜２１も透明絶縁膜と
する。また、この場合は、光反射膜からなるキャパシタ
電極２２の面積が表示画素の大きさになる。

【００８１】［第４の実施例］また、上記第１〜第３の
実施例では、液晶セル１０の裏面側基板１１に画素電極
１３とＴＦＴ１４を設けているが、前記液晶セル１０
は、画素電極１３とＴＦＴ１４を表面側基板１２に設け
たものでもよい。

【００８２】図６は本発明の第４の実施例を示す液晶表
示装置の一部分の断面図であり、この実施例は、液晶セ
ル１０を、表面側基板１２の内面に複数の画素電極１３
とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数のＴＦＴ
（能動素子）１４を配設し、裏面側基板１１の内面に前
記各画素電極１３と対向する対向電極２４を設けたアク
ティブマトリックス型セルとするとともに、前記画素電
極１３を透明電極とし、前記対向電極２４をＡl または
Ａl 系合金等からなる光反射率の高い金属膜で形成し
て、この対向電極２４に光反射膜Ｍを兼ねさせたもので
ある。

【００８３】なお、この実施例における液晶セル１０
は、図１に示した液晶セル１０において裏面側基板１１
に設けている画素電極１３およびＴＦＴ１４等を表面側
基板１２に設けるとともに前記画素電極１３を透明電極
とし、図１に示した液晶セル１０において表面側基板１
２に設けている対向電極２４を裏面側基板１１に設ける
とともにこの対向電極２４を光反射膜Ｍを兼ねる電極と
したものであって、ＴＦＴ１４等の構成は図１に示した
ものと同じであるし、また、偏光板３０および位相差板
３１の配置も上述した第１の実施例と同じであるから、
重複する説明は図に同符号を付して省略する。

【００８４】ただし、この実施例では、液晶セル１０の
表面側基板１２に補償容量ＣS を構成するキャパシタ電
極２２があるため、裏面側基板１１の内面の対向電極２
４で反射された光が前記キャパシタ電極２２で遮られる
から、このキャパシタ電極２２を画素電極１３の一側縁
部に対向させて形成して、キャパシタ電極２２による開
口率の低下を小さくしている。

【００８５】この実施例の液晶表示装置においては、そ
の表面側からの入射光（外光）が偏光板３０と位相差板
３１とを通って液晶セル１０に入射し、その液晶層を通
った光が、液晶セル１０の裏面側基板１１の内面におい
て反射膜Ｍを兼ねる対向電極２４により反射され、再び
液晶層と位相差板３１とを通って前記偏光板３０に入射
して、この偏光板３０を透過する光が画像光となって液
晶表示装置の表面側に出射する。

【００８６】なお、この実施例の液晶表示装置も、位相
差板３１および液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏
光板３０の偏光および検光作用とを利用して光を着色す
るものであり、したがって、一般に用いられているカラ
ーフィルタを用いた液晶表示装置に比べて、非常に明る
い着色光を得ることができるし、また、液晶セル１０の
電極１３，２４間に印加する電圧を制御することによ
り、１つの画素で複数の色を表示することができる。

【００８７】そして、この実施例の液晶表示装置も、反
射型のものであるが、液晶セル１０の裏面側基板１１の
内面に設けた対向電極２４に光反射膜Ｍを兼ねさせ、こ
の裏面側基板１１の内面で光を反射させるようにしてい
るため、液晶セル１０の両基板１１，１２のうち、光が
通るのは表面側基板１２だけであり、また偏光板３０も
１枚だけであるため、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を少なくして、明るい表示を得る
ことができる。

【００８８】また、この液晶表示装置においても、液晶
セル１０の裏面側基板１１の内面に設けた光反射膜Ｍを
兼ねる対向電極２４は極く薄いために、前記光反射膜Ｍ
を拡散反射膜とすることは難しいが、前記液晶セル１０
の表面側基板１２の表面が光散乱面Ａとなっているた
め、液晶表示装置への入射光および出射光を前記光散乱
面Ａで散乱させることができ、したがって、光の反射
面、つまり前記画素電極１３の表面が鏡面であっても、
表示観察者の顔やその背景等の外部像の写り込みを生じ
ることはない。

【００８９】さらに、この実施例の液晶表示装置は、液
晶セル１０の裏面側基板１１に設けた対向電極２４に光
反射膜Ｍを兼ねさせているため、液晶セルの構造を簡素
化するとともにその製造を容易にすることができる。

【００９０】［他の実施例］なお、上述した第１〜第４
の実施例の液晶表示装置は、いずれも、位相差板３１お
よび液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板３０の
偏光および検光作用とを利用して光を着色するカラー液
晶表示装置であるが、本発明は、前記位相差板３１を備
えず、液晶セル１０の液晶層の複屈折効果と偏光板３０
の偏光および検光作用とを利用して光を着色するＥＣＢ
（複屈折効果）型のカラー液晶表示装置にも適用できる
し、また、ＴＮ型やＳＴＮ型の液晶表示装置にも適用す
ることができる。

【００９１】また、上記各実施例では、液晶セル１０と
して、ＴＦＴ１４を能動素子とするアクティブマトリッ
クス型セルを用いたが、この液晶セルは、ＭＩＭや薄膜
ダイオード等の２端子の非線形抵抗素子を能動素子とす
るアクティブマトリックス型セルや、単純マトリックス
型セル、あるいはセグメント表示型セル等であってもよ
く、さらに、液晶セル１０の裏面側基板１１に設ける光
反射膜は、画素電極１３またはキャパシタ電極２２ある
いは対向電極２４とは別の金属膜で形成してもよい。

【００９２】

【発明の効果】本発明の液晶表示装置は、液晶セルの裏
面側基板の内面に光反射膜を設けることにより、液晶セ
ルにその表面側から入射した光を、前記裏面側基板の内
面において反射させるとともに、液晶セルの表面側だけ
に１枚の偏光板を設けて、この偏光板に、外部からの入
射光を直線偏光とする偏光作用と偏光状態を変えられた
光を画像光とする検光作用との両方の作用をもたせたも
のであるから、この液晶表示装置によれば、液晶セルの
両基板のうち、光が通るのは表面側基板だけであり、ま
た偏光板も１枚だけであるため、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を少なくして、明るい
表示を得ることができる。

【００９３】また、本発明の液晶表示装置においては、
液晶セルの裏面側基板の内面に反射膜を設けているた
め、この反射膜を拡散反射膜とすることは難しいが、前
記液晶セルの表面側基板の表面が光散乱面となっている
ため、光の反射面、つまり前記反射膜の表面が鏡面であ
っても、表示観察者の顔やその背景等の外部像の写り込
みを生じることはない。

【００９４】また、本発明の液晶表示装置において、上
記液晶セルが、例えば、裏面側基板の内面に画素電極と
能動素子を配設し、表面側基板の内面に対向電極を設け
たアクティブマトリックス型セルである場合、前記画素
電極に光反射膜を兼ねさせれば、液晶セルの構造を簡素
化するとともにその製造を容易にすることができる。

【００９５】さらにこの場合、前記能動素子を保護絶縁
膜で覆い、前記画素電極を、その一部を前記能動素子に
重ねて設けて、前記保護絶縁膜に形成したコンタクト孔
において前記能動素子に接続すれば、光反射膜を兼ねる
画素電極の面積を大きくして液晶表示装置の開口率を上
げ、より表示を明るくすることができる。

【００９６】また、液晶セルが裏面側基板の内面に画素
電極と能動素子を配設したアクティブマトリックス型セ
ルの場合、前記画素電極を透明電極とし、この画素電極
の裏面側に透明な絶縁膜を介して光反射膜を設けてもよ
いが、その場合、前記光反射膜にキャパシタ電極を兼ね
させ、この光反射膜と画素電極およびその間の絶縁膜と
によって非選択期間における画素の保持電圧を補償する
補償容量を構成すれば、液晶セルの構造を簡素化すると
ともにその製造を容易にすることができる。

【００９７】さらに、上記液晶セルが、例えば、表面側
基板の内面に画素電極と能動素子を配設し、裏面側基板
の内面に対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
ルである場合、前記対向電極に光反射膜を兼ねさせれ
ば、液晶セルの構造を簡素化するとともにその製造を容
易にすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例を示す液晶表示装置の一
部分の断面図。

【図２】偏光板の光散乱面の拡大断面図。

【図３】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４】印加電圧に対する出射光の色変化を示すＣＩＥ
色度図。

【図５】本発明の第２の実施例を示す液晶表示装置の一
部分の断面図。

【図６】本発明の第４の実施例を示す液晶表示装置の一
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 Ａ…光散乱面 Ｍ…光反射膜 １３…画素電極 １４…ＴＦＴ（能動素子） １５…ゲート絶縁膜 ２１…保護絶縁膜 ２１ａ…コンタクト孔 ２２…キャパシタ電極 Ｃs …補償容量 ２３…配向膜 ２４…対向電極 ２５…配向膜 ３０…偏光板 ３１…位相差板

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】反射型の液晶表示装置であって、表裏一対
   の基板間に液晶を挟持させた液晶セルと、この液晶セル
   の表面側に配置された偏光板とからなり、かつ、前記液
   晶セルの裏面側基板の内面に光反射膜が設けられ、前記
   液晶セルの表面側基板の表面が光散乱面となっているこ
   とを特徴とする液晶表示装置。
2. 【請求項２】液晶セルは、裏面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、表面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記画素電極が光反射膜を兼ねていることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。
3. 【請求項３】能動素子は保護絶縁膜で覆われており、画
   素電極はその一部を前記能動素子に重ねて設けられて、
   前記保護絶縁膜に形成したコンタクト孔において前記能
   動素子に接続されていることを特徴とする請求項２に記
   載の液晶表示装置。
4. 【請求項４】液晶セルは、裏面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、表面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記画素電極は透明電極であって、この画素
   電極の裏面側に、透明な絶縁膜を介して光反射膜が設け
   られていることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示
   装置。
5. 【請求項５】光反射膜はキャパシタ電極を兼ねており、
   この光反射膜と画素電極およびその間の絶縁膜とによっ
   て非選択期間における画素の保持電圧を補償する補償容
   量が構成されていることを特徴とする請求項４に記載の
   液晶表示装置。
6. 【請求項６】液晶セルは、表面側基板の内面に複数の画
   素電極とこれら各画素電極にそれぞれ対応する複数の能
   動素子を配設し、裏面側基板の内面に前記各画素電極と
   対向する対向電極を設けたアクティブマトリックス型セ
   ルであり、前記対向電極が光反射膜を兼ねていることを
   特徴とする請求項１に記載の液晶表示装置。