JPH07311389A - Active matrix liquid crystal display device - Google Patents

Active matrix liquid crystal display device

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Publication number
JPH07311389A
JPH07311389A JP10393994A JP10393994A JPH07311389A JP H07311389 A JPH07311389 A JP H07311389A JP 10393994 A JP10393994 A JP 10393994A JP 10393994 A JP10393994 A JP 10393994A JP H07311389 A JPH07311389 A JP H07311389A
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JP
Japan
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liquid crystal
electrode
light
crystal cell
insulating film
Prior art date
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Pending
Application number
JP10393994A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tetsushi Yoshida
哲志 吉田
Shinichi Shimomaki
伸一 下牧
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Casio Computer Co Ltd
Original Assignee
Casio Computer Co Ltd
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Publication date
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Priority to TW84104512A priority patent/TW382072B/en
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Priority to US08/438,497 priority patent/US5734455A/en
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Priority to CN95105465A priority patent/CN1072808C/en
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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To provide an active matrix liquid crystal display device of a reflection type with which the loss of the light quantity by light absorption in the substrates and polarizing plates of a liquid crystal cell is lessened, bright display is obtd. by increasing the opening rate and the capacitance value of compensation capacitors in sufficiently assured. CONSTITUTION:One sheet of the polarizing plate is arranged on the front surface side of the liquid crystal cell 10 having TFTs (thin-film transistors) 14 as active elements and pixel electrodes 13 to be formed on the inside surface of the rear surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 are set to be light reflection films. The pixel electrodes 13 are disposed to cover the TFTs 14 on protective insulating films 21 covering the TFTs 14. Further, on the surface of gate insulating film 16, first capacitor electrodes 22 formed integrally with the source electrodes 19s of the TFTs 14 are provided and on the surface of the rear surface side substrate 11, second capacitor electrodes are provided. The compensation capacitors CS are composed of these capacitor electrodes 22, 23 and the gate insulating films 16 therebetween.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、反射型のアクティブマ
トリックス液晶表示装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reflection type active matrix liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、反射型のアクティブマトリックス
液晶表示装置は、アクティブマトリックス型の液晶セル
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。
2. Description of the Related Art Conventionally, in a reflection type active matrix liquid crystal display device, a pair of front and back polarizing plates are arranged across an active matrix type liquid crystal cell, and a reflection plate is arranged on the back surface of the back side polarizing plate. It is composed.

【0003】上記アクティブマトリックス型の液晶セル
としては、一般に、薄膜トランジスタを能動素子とする
ものが用いられており、この液晶セルは、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
対応する複数の薄膜トランジスタと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構成となっている。
As the above-mentioned active matrix type liquid crystal cell, one using a thin film transistor as an active element is generally used, and this liquid crystal cell is one of a pair of transparent substrates facing each other with a liquid crystal layer interposed therebetween. A plurality of transparent pixel electrodes and a plurality of thin film transistors respectively corresponding to these pixel electrodes are arranged in a matrix on the inner surface of the substrate, and a transparent counter electrode facing the pixel electrodes is provided on the inner surface of the other substrate. It has been configured.

【0004】前記薄膜トランジスタは、前記一方の基板
上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を覆って
前記基板のほぼ全面に形成された透明なゲート絶縁膜
と、このゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させ
て形成された半導体膜と、この半導体膜の両側部に形成
されたソース電極およびドレイン電極とからなってお
り、画素電極は、前記ゲート絶縁膜の上に薄膜トランジ
スタを避けて形成されるとともに、画素電極の端部にお
いて対応する薄膜トランジスタのソース電極に接続され
ている。
The thin film transistor includes a gate electrode formed on the one substrate, a transparent gate insulating film formed on almost the entire surface of the substrate to cover the gate electrode, and the transparent gate insulating film formed on the gate insulating film. The semiconductor film is formed so as to face the gate electrode, and the source electrode and the drain electrode are formed on both sides of the semiconductor film. The pixel electrode is formed on the gate insulating film while avoiding the thin film transistor. At the same time, it is connected to the source electrode of the corresponding thin film transistor at the end of the pixel electrode.

【0005】また、薄膜トランジスタを能動素子とする
アクティブマトリックス型液晶セルにおいては、上記一
方の基板上に、上記薄膜トランジスタのゲート絶縁膜を
はさんで画素電極の縁部と対向するキャパシタ電極を設
け、このキャパシタ電極と画素電極およびその間のゲー
ト絶縁膜とによって、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(ストレージキャパシタ)を構成
している。
In an active matrix type liquid crystal cell using a thin film transistor as an active element, a capacitor electrode facing the edge of the pixel electrode is provided on the one substrate with the gate insulating film of the thin film transistor interposed therebetween. The capacitor electrode, the pixel electrode, and the gate insulating film therebetween form a compensation capacitance (storage capacitor) that compensates the holding voltage of the pixel in the non-selected period.

【0006】上記反射型のアクティブマトリックス液晶
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
する光は、表面側の偏光板の偏光作用によって直線偏光
となり、この直線偏光が液晶セルに入射する。
The reflection type active matrix liquid crystal display device uses external light such as natural light or indoor illumination light for display, and the light incident on the liquid crystal display device from the surface side is a polarizing plate on the surface side. Is converted into linearly polarized light, and this linearly polarized light enters the liquid crystal cell.

【0007】また、液晶セルの液晶分子の配向状態は、
両基板の画素電極と対向電極との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。
The alignment state of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell is
Since the birefringence effect of the liquid crystal layer changes according to the voltage applied between the pixel electrode and the counter electrode of both substrates and the alignment state of the liquid crystal molecules, the linearly polarized light incident on the liquid crystal cell is The light having a polarization state according to the orientation state of the molecules enters the polarizing plate on the back surface side.

【0008】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。
Then, this light becomes image light due to the analyzing action of the back side polarizing plate, and this image light is reflected by the reflecting plate, and the back side polarizing plate, the liquid crystal cell and the front side polarizing plate are combined. The light is emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.

【0009】すなわち、上記液晶表示装置は、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。
That is, in the above liquid crystal display device, an optical image displayed by the polarizing action of the front side polarizing plate, the birefringence effect of the liquid crystal cell, and the analyzing action of the back side polarizing plate is displayed on the back side reflecting plate. It is reflected and observed from the front side of the liquid crystal display device.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記従来の反
射型アクティブマトリックス液晶表示装置では、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、その過程で前記光が、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
が大きくて、表示が暗くなってしまうという問題があっ
た。
However, in the above-mentioned conventional reflection type active matrix liquid crystal display device, the light incident from the front surface side passes through the front surface side polarizing plate, the liquid crystal cell and the back surface side polarizing plate and is reflected by the reflection surface. Since the light is reflected by the plate and again passes through the back-side polarizing plate, the liquid crystal cell, and the front-side polarizing plate, the light passes through both substrates of the liquid crystal cell and the front and back polarizing plates twice in the process. Therefore, there is a problem that the light amount loss due to the light absorption by these substrates and the polarizing plate is large and the display becomes dark.

【0011】さらに、上記従来のアクティブマトリック
ス液晶表示装置は、液晶セルの一方の基板に設ける画素
電極を薄膜トランジスタを避けて形成しているため、画
素電極の面積が小さく、したがって開口率が低くて、こ
れも表示を暗くする要因となっていた。
Further, in the above-mentioned conventional active matrix liquid crystal display device, since the pixel electrode provided on one substrate of the liquid crystal cell is formed avoiding the thin film transistor, the area of the pixel electrode is small and therefore the aperture ratio is low, This has also been a factor in darkening the display.

【0012】しかも、アクティブマトリックス型の液晶
セルでは、上述したように、画素電極および薄膜トラン
ジスタを設けた基板上にキャパシタ電極を設け、このキ
ャパシタ電極と画素電極およびその間のゲート絶縁膜と
によって補償容量を構成しているが、従来の液晶表示装
置では、前記補償容量の容量値を十分に確保することが
できなかった。
Further, in the active matrix type liquid crystal cell, as described above, the capacitor electrode is provided on the substrate provided with the pixel electrode and the thin film transistor, and the compensation capacitance is provided by the capacitor electrode, the pixel electrode and the gate insulating film therebetween. However, the conventional liquid crystal display device cannot secure a sufficient capacitance value of the compensation capacitance.

【0013】すなわち、上記キャパシタ電極は、一般
に、薄膜トランジスタのゲート電極と同じ金属膜で形成
されているが、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
板とを順次通って反射板で反射され、この反射光が裏面
側偏光板と液晶セルと表面側偏光板とを順次通って出射
するため、液晶セルに入射した光のうち、前記キャパシ
タ電極が設けられている部分に入射した光が、このキャ
パシタ電極で遮られる。
That is, the capacitor electrode is generally formed of the same metal film as the gate electrode of the thin film transistor. However, in the conventional liquid crystal display device, the light incident from the front surface side of the thin film transistor has the front side polarizing plate and the liquid crystal cell. And is reflected by the reflection plate through the back surface side polarizing plate in order, and this reflected light is emitted through the back surface side polarizing plate, the liquid crystal cell and the front surface side polarizing plate in sequence, so that among the light that has entered the liquid crystal cell, Light incident on the portion where the capacitor electrode is provided is blocked by the capacitor electrode.

【0014】そして、上記補償容量の容量値は、上記キ
ャパシタ電極と画素電極との対向面積を大きくするほど
を大きくなるが、上記従来の液晶表示装置では、キャパ
シタ電極を大きく形成すると、その分だけ画素部の光透
過領域が小さくなるため、液晶表示装置の開口率がさら
に低下してしまう。
The capacitance value of the compensation capacitance increases as the area where the capacitor electrode and the pixel electrode face each other increases, but in the conventional liquid crystal display device described above, when the capacitor electrode is formed large, that amount is increased. Since the light transmission area of the pixel portion becomes small, the aperture ratio of the liquid crystal display device further decreases.

【0015】このため、従来は、液晶表示装置の開口率
を考慮してキャパシタ電極の大きさを決定しているが、
これでは、補償容量の容量値を十分に確保することがで
きないため、非選択期間における画素の保持電圧が変化
して表示にちらつきを発生させていた。
Therefore, conventionally, the size of the capacitor electrode is determined in consideration of the aperture ratio of the liquid crystal display device.
In this case, the capacitance value of the compensation capacitance cannot be sufficiently secured, so that the holding voltage of the pixel in the non-selection period changes, causing flicker in the display.

【0016】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
少なくするとともに、開口率も高くして明るい表示を得
ることができ、しかも補償容量の容量値も十分に確保す
ることができるアクティブマトリックス液晶表示装置を
提供することを目的としたものである。
Although the present invention is of a reflective type, the light quantity loss due to light absorption by the substrate and the polarizing plate of the liquid crystal cell can be reduced, and the aperture ratio can be increased to obtain a bright display. It is an object of the present invention to provide an active matrix liquid crystal display device capable of sufficiently securing the capacitance value of the capacitance.

【0017】[0017]

【課題を解決するための手段】本発明のアクティブマト
リックス液晶表示装置は、薄膜トランジスタを能動素子
とするアクティブマトリックス型の液晶セルと、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薄膜トラン
ジスタとを配設し、表面側基板の内面に対向電極を設け
たものであって、前記薄膜トランジスタは、前記裏面側
基板の上に形成されたゲート電極と、このゲート電極を
覆って前記裏面側基板のほぼ全面に形成されたゲート絶
縁膜と、このゲート絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向
させて形成された半導体膜と、この半導体膜の両側部に
形成されたソース電極およびドレイン電極とからなると
ともに、この薄膜トランジスタが、前記裏面側基板のほ
ぼ全面にわたって設けられた保護絶縁膜で覆われてお
り、前記画素電極は、光を反射させる金属膜からなると
ともに、前記保護絶縁膜の上に前記薄膜トランジスタを
覆って設けられて前記保護絶縁膜に形成したコンタクト
孔において前記薄膜トランジスタのソース電極に接続さ
れており、さらに、前記ゲート絶縁膜の上には前記薄膜
トランジスタのソース電極と電気的に導通する第1のキ
ャパシタ電極が設けられ、前記裏面側基板の上には前記
ゲート絶縁膜をはさんで前記第1のキャパシタ電極と対
向する第2のキャパシタ電極が設けられており、これら
キャパシタ電極とその間の前記ゲート絶縁膜とにより、
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ものである。
An active matrix liquid crystal display device of the present invention comprises an active matrix type liquid crystal cell having a thin film transistor as an active element and a polarizing plate arranged on the surface side of the liquid crystal cell, ,
The liquid crystal cell is one in which a plurality of pixel electrodes and a plurality of thin film transistors respectively corresponding to these pixel electrodes are arranged on the inner surface of the back side substrate, and a counter electrode is provided on the inner surface of the front side substrate, The thin film transistor includes a gate electrode formed on the back surface side substrate, a gate insulating film formed on almost the entire surface of the back surface side substrate to cover the gate electrode, and the gate electrode formed on the gate insulating film. The thin film transistor comprises a semiconductor film formed to face each other and a source electrode and a drain electrode formed on both sides of the semiconductor film, and the thin film transistor is covered with a protective insulating film provided over substantially the entire surface of the back side substrate. The pixel electrode is formed of a metal film that reflects light, and is provided on the protective insulating film to cover the thin film transistor. A contact hole formed in the protective insulating film is connected to the source electrode of the thin film transistor, and further, a first capacitor electrode electrically connected to the source electrode of the thin film transistor is provided on the gate insulating film, A second capacitor electrode that faces the first capacitor electrode across the gate insulating film is provided on the back-side substrate, and by the capacitor electrode and the gate insulating film between them,
It is characterized in that a compensation capacitor for compensating the holding voltage of the pixel in the non-selected period is formed.

【0018】本発明において、前記第1のキャパシタ電
極は薄膜トランジスタのソース電極と一体に形成し、第
2キャパシタ電極は薄膜トランジスタのゲート電極と同
じ金属膜で形成するのが望ましい。
In the present invention, the first capacitor electrode is preferably formed integrally with the source electrode of the thin film transistor, and the second capacitor electrode is preferably formed of the same metal film as the gate electrode of the thin film transistor.

【0019】[0019]

【作用】本発明のアクティブマトリックス液晶表示装置
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光を反射させる金属膜からな
る画素電極により反射され、再び液晶層を通って前記偏
光板に入射して、この偏光板を透過した光が液晶表示装
置の表面側に出射する。
In the active matrix liquid crystal display device of the present invention, the incident light from the front surface side is incident on the liquid crystal cell through the polarizing plate, and the light passing through the liquid crystal layer is on the inner surface of the rear side substrate of the liquid crystal cell. The light reflected by the pixel electrode made of a metal film that reflects light is incident on the polarizing plate through the liquid crystal layer again, and the light transmitted through the polarizing plate is emitted to the front surface side of the liquid crystal display device.

【0020】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設けた画素電極に反射膜を兼ねさ
せることにより、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。
That is, in this liquid crystal display device, the pixel electrode provided on the inner surface of the back surface side substrate of the liquid crystal cell also serves as a reflection film, so that the light incident from the front surface side of the liquid crystal cell on the back surface side substrate can be reflected. In addition to reflecting on the inner surface, a single polarizing plate is provided only on the surface side of the liquid crystal cell, and the polarizing action that makes the incident light from the outside into linearly polarized light and the light whose polarization state has been changed are image light. It has both the function of analyzing light.

【0021】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することがで
きる。
In this liquid crystal display device, of both substrates of the liquid crystal cell, light passes through only the front surface side substrate and only one polarizing plate. It is possible to reduce the light amount loss due to light absorption.

【0022】しかも、こ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配設した薄膜トランジスタ
を保護絶縁膜で覆い、反射膜を兼ねる画素電極を、前記
保護絶縁膜の上に前記薄膜トランジスタを覆って設けて
いるため、この画素電極の面積を大きくして開口率を上
げることができる。
In addition, in this liquid crystal display device, the thin film transistor provided on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell is covered with a protective insulating film, and the pixel electrode also serving as a reflective film is provided, and the thin film transistor is provided on the protective insulating film. Since it is provided so as to cover it, the area of this pixel electrode can be increased to increase the aperture ratio.

【0023】さらに、この液晶表示装置は、前記画素電
極で光を反射させるものであるため、この画素電極の裏
面側に設けるキャパシタ電極が開口率に影響することは
なく、したがって前記キャパシタ電極の面積を任意に選
ぶことができるし、また、ゲート絶縁膜の上に薄膜トラ
ンジスタのソース電極と電気的に導通する第1のキャパ
シタ電極を設け、裏面側基板の上に前記ゲート絶縁膜を
はさんで前記第1のキャパシタ電極と対向する第2のキ
ャパシタ電極を設けて、これらキャパシタ電極とその間
の前記ゲート絶縁膜とにより補償容量を構成しているた
め、補償容量の絶縁膜厚を薄くして、この補償容量の容
量値を十分に確保することができる。
Furthermore, in this liquid crystal display device, since the pixel electrode reflects light, the capacitor electrode provided on the back side of the pixel electrode does not affect the aperture ratio, and therefore the area of the capacitor electrode is small. Can be arbitrarily selected, and the first capacitor electrode electrically conducting with the source electrode of the thin film transistor is provided on the gate insulating film, and the gate insulating film is sandwiched between the first capacitor electrode and the back side substrate. Since the second capacitor electrode facing the first capacitor electrode is provided and the compensation capacitor is constituted by these capacitor electrodes and the gate insulating film between them, the insulating film of the compensation capacitor can be made thin. It is possible to sufficiently secure the capacitance value of the compensation capacitor.

【0024】また、上記本発明の液晶表示装置におい
て、前記第1のキャパシタ電極を薄膜トランジスタのソ
ース電極と一体に形成し、第2のキャパシタ電極を薄膜
トランジスタのゲート電極と同じ金属膜で形成すれば、
前記補償容量を薄膜トランジスタの形成工程を利用して
形成することができる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, if the first capacitor electrode is formed integrally with the source electrode of the thin film transistor and the second capacitor electrode is formed of the same metal film as the gate electrode of the thin film transistor,
The compensation capacitor may be formed by using a thin film transistor forming process.

【0025】[0025]

【実施例】図1は本発明の一実施例を示すアクティブマ
トリックス液晶表示装置の一部分の断面図、図2はその
液晶セルの裏面側基板の一部分の拡大断面図である。こ
の実施例のアクティブマトリックス液晶表示装置は、カ
ラー画像を表示するものであり、液晶セル10と、1枚
の偏光板30と、1枚の位相差板40とで構成されてお
り、偏光板30は液晶セル10の表面側に配置され、位
相差板40は液晶セル10と前記偏光板30との間に配
置されている。
1 is a sectional view of a part of an active matrix liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is an enlarged sectional view of a part of a back side substrate of the liquid crystal cell. The active matrix liquid crystal display device of this embodiment displays a color image, and is composed of a liquid crystal cell 10, one polarizing plate 30, and one retardation plate 40. Is disposed on the front surface side of the liquid crystal cell 10, and the retardation plate 40 is disposed between the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30.

【0026】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、薄膜トランジスタ(以下、T
FTと記す)を能動素子とする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27の分子を両基
板11,12間においてツイスト配向させたものを用い
ている。
First, the liquid crystal cell 10 will be described. The liquid crystal cell 10 is a thin film transistor (hereinafter, T).
(Hereinafter referred to as FT) is an active matrix type cell in which an active element is used. In this embodiment, molecules of liquid crystal 27 are twist-aligned between the substrates 11 and 12.

【0027】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1
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TFT14とが行方向および列方向にマト
リックス状に配設され、その上に透明な配向膜24が設
けられている。
Of the pair of substrates 11 and 12 facing each other across the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, the substrate on the back surface side (see FIG. 1).
The lower substrate 11 in FIG. 1 is an insulating substrate made of a glass plate or the like (however, it does not have to be transparent). The electrodes 13 and a plurality of TFTs 14 corresponding to the respective pixel electrodes 13 are arranged in a matrix in the row direction and the column direction, and a transparent alignment film 24 is provided thereon.

【0028】上記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を覆って基板
11のほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜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、
基板11のほぼ全面にわたって設けられた保護絶縁膜2
1で覆われている。
The TFT 14 has a gate electrode 15 formed on the substrate 11, a gate insulating film 16 formed on almost the entire surface of the substrate 11 so as to cover the gate electrode 15, and the gate insulating film 16 formed on the gate insulating film 16. An i-type semiconductor film 17 made of a-Si (amorphous silicon) or the like formed to face the gate electrode 15, and an n-type semiconductor made of a-Si or the like in which both sides of the i-type semiconductor film 17 are doped with impurities. The TFT 14 is composed of a source electrode 19s and a drain electrode 19d formed via a film 18.
Protective insulating film 2 provided on almost the entire surface of substrate 11
Covered with 1.

【0029】なお、20は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、n型半導体膜18のパタ
ーニング時に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。
Reference numeral 20 denotes a blocking insulating film formed on the channel region of the i-type semiconductor film 17, and the blocking insulating film 20 protects the i-type semiconductor film 17 when the n-type semiconductor film 18 is patterned. It is provided for this purpose.

【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。
Although not shown, the back side substrate 11 is also provided.
A gate line (address line) for supplying a gate signal to the gate electrode 15 of the TFT 14 and a data line for supplying a data signal corresponding to image data to the drain electrode 19d of the TFT 14 are wired on the upper side. .

【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。
The gate line is formed integrally with the gate electrode 15 of the TFT 14 on the substrate 11,
The gate line is covered with the gate insulating film 16 except for its terminal portion. Also, the above data line is
It is formed on the gate insulating film 16, and this data line is connected to the drain electrode 19d of the TFT 14.

【0032】そして、上記画素電極13は、上記保護絶
縁膜21の上に、上記TFT14を覆って設けられてお
り、各画素電極13はそれぞれ、前記保護絶縁膜21に
形成したコンタクト孔21aにおいて対応するTFT1
4のソース電極19sに接続されている。
The pixel electrode 13 is provided on the protective insulating film 21 so as to cover the TFT 14, and each pixel electrode 13 corresponds to the contact hole 21a formed in the protective insulating film 21. TFT1
4 is connected to the source electrode 19s.

【0033】この画素電極13は、光を反射させる金属
膜、例えばAl 系合金等の反射率の高い金属膜からなっ
ている。つまり、この画素電極13は光の反射膜を兼ね
ており、その表面(反射面)はほぼ鏡面となっている。
The pixel electrode 13 is made of a metal film that reflects light, for example, a metal film having a high reflectance such as Al alloy. That is, the pixel electrode 13 also serves as a light reflection film, and its surface (reflection surface) is almost a mirror surface.

【0034】さらに、上記ゲート絶縁膜16の上には、
画素電極13の一部分の下方に位置させて、上記TFT
14のソース電極19sと電気的に導通する第1のキャ
パシタ電極22が設けられ、前記裏面側基板11の上に
は前記ゲート絶縁膜16をはさんで前記第1のキャパシ
タ電極22と対向する第2のキャパシタ電極23が設け
られており、これらキャパシタ電極22,23とその間
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。
Further, on the gate insulating film 16,
The TFT is placed below a part of the pixel electrode 13 and
A first capacitor electrode 22 electrically connected to the source electrode 19 s of 14 is provided, and a first capacitor electrode 22 facing the first capacitor electrode 22 is provided on the back surface side substrate 11 with the gate insulating film 16 interposed therebetween. Two capacitor electrodes 23 are provided, and the capacitor electrodes 22 and 23 and the gate insulating film 16 between them form a compensation capacitance Cs for compensating the holding voltage of the pixel in the non-selection period.

【0035】上記第1のキャパシタ電極22は、上記T
FT14のソース,ドレイン電極19s,19dと同じ
金属膜からなっており、この第1のキャパシタ電極22
は前記ソース電極19sと一体に形成されている。
The first capacitor electrode 22 has the T
The first capacitor electrode 22 is made of the same metal film as the source and drain electrodes 19s and 19d of the FT14.
Are formed integrally with the source electrode 19s.

【0036】なお、この実施例では、上記TFT14
を、基板11上にゲート電極15を形成した後、ゲート
絶縁膜16とi型半導体膜17とブロッキング絶縁膜2
0とを順次成膜して前記ブロッキング絶縁膜20をパタ
ーニングし、その後、n型半導体膜18とソース,ドレ
イン電極用金属膜とを順次成膜して、この金属膜とn型
半導体膜18および前記i型半導体膜17をTFT14
の外形にパターニングするとともに、次いで前記金属膜
とn型半導体膜18とをソース,ドレイン電極19s,
19dの形状にパターニングする方法で形成しており、
したがって、上記第1のキャパシタ電極22の下にも、
i型半導体膜17とn型半導体膜18とが残されてい
る。
In this embodiment, the TFT 14 described above is used.
After forming the gate electrode 15 on the substrate 11, the gate insulating film 16, the i-type semiconductor film 17, and the blocking insulating film 2 are formed.
0 is sequentially formed to pattern the blocking insulating film 20, and then an n-type semiconductor film 18 and a source / drain electrode metal film are sequentially formed to form the metal film, the n-type semiconductor film 18 and The i-type semiconductor film 17 is formed on the TFT 14
Of the metal film and the n-type semiconductor film 18, and the source and drain electrodes 19s,
It is formed by patterning into a shape of 19d,
Therefore, below the first capacitor electrode 22,
The i-type semiconductor film 17 and the n-type semiconductor film 18 are left.

【0037】また、上記第2のキャパシタ電極23は、
上記TFT14のゲート電極15と同じ金属膜からなっ
ており、この第2のキャパシタ電極23と前記ゲート電
極15およびゲートラインは、基板11上に金属膜を成
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。
The second capacitor electrode 23 is
It is made of the same metal film as the gate electrode 15 of the TFT 14, and the second capacitor electrode 23, the gate electrode 15 and the gate line are formed by forming a metal film on the substrate 11, and the metal film is formed by a photolithography method. And are simultaneously formed by patterning.

【0038】なお、図示しないが、裏面側基板11の上
には、上記第2のキャパシタ電極23と一体に形成した
キャパシタラインが配線されており、前記第2のキャパ
シタ電極23は前記キャパシタラインを介して基準電位
に接続される。
Although not shown, a capacitor line formed integrally with the second capacitor electrode 23 is laid on the back side substrate 11, and the second capacitor electrode 23 connects the capacitor line. To the reference potential.

【0039】一方、液晶セル10の表面側基板(図1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25が設けられ、その上に透明な配
向膜26が設けられている。なお、前記対向電極25
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。
On the other hand, the front surface side substrate (upper side substrate in FIG. 1) 12 of the liquid crystal cell 10 is a glass plate or a transparent substrate (glass plate in the figure) made of a transparent resin film or the like,
On the inner surface of the front-side substrate 12, that is, the surface facing the liquid crystal layer, a transparent counter electrode 25 that faces all the pixel electrodes 13 on the back-side substrate 11 is provided, and a transparent alignment film 26 is formed thereon. It is provided. The counter electrode 25
Is a single film electrode facing all of the pixel electrodes on the back substrate 11.

【0040】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27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。
Although not shown, the back-side substrate 11 and the front-side substrate 12 are bonded to each other via a frame-shaped sealing material at the outer peripheral edge thereof, and the liquid crystal 27 is provided on both substrates 1.
The region surrounded by the sealing material between 1 and 12 is filled.

【0041】この液晶27は、誘電異方性が正のネマテ
ィック液晶であり、この液晶27の分子は、両基板1
1,12に設けた配向膜24,26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24,26は、ポリイミド等からなる水平配向
膜であり、その膜面にはラビングによる配向処理が施さ
れている。
The liquid crystal 27 is a nematic liquid crystal having a positive dielectric anisotropy, and the molecules of the liquid crystal 27 are formed on both substrates 1.
The orientation films on the substrates 11 and 12 are regulated by the orientation films 24 and 26 provided on the substrates 1 and 12, respectively.
The twist orientation is provided between the first and the second portions. The alignment films 24 and 26 are horizontal alignment films made of polyimide or the like, and the film surfaces thereof are subjected to an alignment treatment by rubbing.

【0042】また、上記偏光板30は、その一面、例え
ば表面が、光散乱面Aとなっている偏光板であり、この
光散乱面Aは、図3にその一部分の断面を拡大して示し
たように、偏光板30の表面に微小な凹凸をもつ透明膜
31を形成して構成されている。
Further, the polarizing plate 30 is a polarizing plate whose one surface, for example, the surface, is a light scattering surface A, and this light scattering surface A is shown by enlarging a partial cross section thereof in FIG. As described above, the transparent film 31 having minute irregularities is formed on the surface of the polarizing plate 30.

【0043】上記透明膜31は、アクリル樹脂等の光透
過率の高い樹脂からなっており、この透明膜31は、樹
脂材料を微小な凹凸をもつ印刷版を用いて偏光板30面
に転写印刷して硬化させる方法、前記樹脂材料を偏光板
30面に均一厚さに塗布して型押しにより凹凸を付けた
後に硬化させる方法、あるいは、前記樹脂材料にシリカ
等からなる透明な微粒子を混入したものを偏光板30面
に塗布して硬化させる方法のいずれかによって形成され
ている。
The transparent film 31 is made of a resin having a high light transmittance such as an acrylic resin, and the transparent film 31 is transferred and printed on the surface of the polarizing plate 30 by using a printing material having a minute unevenness made of a resin material. Curing, a method in which the resin material is applied to the surface of the polarizing plate 30 to a uniform thickness, and then unevenness is formed by embossing, followed by curing, or transparent fine particles such as silica are mixed in the resin material. It is formed by any of the methods of applying an object to the surface of the polarizing plate 30 and curing it.

【0044】この透明膜31の凹凸の平均高さ(凹面と
凸面との高さの差)hは1〜5μm、凹凸の平均ピッチ
pは5〜40μmであり、上記光散乱面Aのヘイズ値
は、9〜14%である。
The average height h of the irregularities of the transparent film 31 (the difference between the heights of the concave surface and the convex surface) h is 1 to 5 μm, the average pitch p of the irregularities is 5 to 40 μm, and the haze value of the light scattering surface A is Is 9 to 14%.

【0045】なお、上記ヘイズ値は、JIS K 67
14に準ずる積分球式光線透過率測定装置(ヘイズメー
タ)による測定値である。このヘイズ値は次式により算
出される。
The haze value is measured according to JIS K 67.
It is a value measured by an integrating sphere type light transmittance measuring device (haze meter) according to 14. This haze value is calculated by the following formula.

【0046】全光線透過率;Tt(%)=T2 /T1 平行光線透過率;Tp(%)=Tt −Td 拡散透過率;Td(%)=[T4 −T3 ×(T2 /T1 )]
/T1 ヘイズ値;H(%) =(Td /Tt )×100 T1 ;入射光線量 T2 ;全光線透過光量 T3 ;測定装置の拡散光量 T4 ;試験片(透明膜31)と測定装置による拡散光量 また、上記位相差板40は、ポリカーボネート等の一軸
延伸フィルムからなっており、この位相差板40は、上
記液晶セル10の表面側に配置された偏光板30と前記
液晶セル10との間に、位相差板40の遅相軸(延伸
軸)と偏光板30の透過軸とを所定角度斜めにずらした
状態で配置されている。なお、この位相差板40は液晶
セル10の表面(表面側基板12の外面)に接着され、
偏光板30は位相差板40の表面に接着されている。
Total light transmittance; Tt (%) = T2 / T1 parallel light transmittance; Tp (%) = Tt-Td diffuse transmittance; Td (%) = [T4-T3 * (T2 / T1)]
/ T1 haze value; H (%) = (Td / Tt) × 100 T1; Incident light amount T2; Total light transmitted light amount T3; Measuring device diffused light amount T4; Test piece (transparent film 31) and diffused light amount by measuring device Further, the retardation plate 40 is made of a uniaxially stretched film such as polycarbonate, and the retardation plate 40 is provided between the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30 disposed on the surface side of the liquid crystal cell 10. The retardation plate 40 is arranged with the slow axis (stretching axis) and the transmission axis of the polarizing plate 30 obliquely displaced by a predetermined angle. The retardation plate 40 is adhered to the surface of the liquid crystal cell 10 (the outer surface of the front substrate 12),
The polarizing plate 30 is adhered to the surface of the retardation plate 40.

【0047】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24,26のラビング方向)と、
偏光板30の透過軸の方向および位相差板40の遅相軸
の方向を次のように設定している。
In the liquid crystal display device of this embodiment,
An alignment direction of liquid crystal molecules on both substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 (rubbing direction of the alignment films 24 and 26),
The direction of the transmission axis of the polarizing plate 30 and the direction of the slow axis of the retardation plate 40 are set as follows.

【0048】なお、この実施例では、液晶セル10の裏
面側基板11上における液晶分子配向方向を方位角0°
の方向とし、この方向を基準として、液晶セル10の表
面側基板12上における液晶分子配向方向と偏光板30
の透過軸方向および位相差板40の遅相軸方向を設定し
ている。
In this embodiment, the orientation direction of the liquid crystal molecules on the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is 0 °.
Of the liquid crystal cell 10 on the front side substrate 12 of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30.
The transmission axis direction and the slow axis direction of the retardation plate 40 are set.

【0049】すなわち、図4は、上記液晶表示装置にお
ける液晶セル10の液晶分子配向方向と、位相差板40
の遅相軸と、偏光板30の透過軸とを示す平面図であ
り、図において11aは液晶セル10の裏面側基板11
上における液晶分子の配向方向、12aは液晶セル10
の表面側基板12上における液晶分子の配向方向を示し
ている。
That is, FIG. 4 shows the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 and the retardation plate 40 in the liquid crystal display device.
11 is a plan view showing the slow axis of the liquid crystal cell 10 and the transmission axis of the polarizing plate 30. In FIG.
The orientation direction of the liquid crystal molecules on the upper side, 12a is the liquid crystal cell 10
3 shows the alignment direction of liquid crystal molecules on the front surface side substrate 12.

【0050】この図4のように、液晶セル10の表面側
基板12上における液晶分子配向方向12aは、裏面側
基板11上における液晶分子配向方向11a、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。
As shown in FIG. 4, the liquid crystal molecule alignment direction 12a on the front surface side substrate 12 of the liquid crystal cell 10 is the surface with respect to the liquid crystal molecule alignment direction 11a on the rear surface side substrate 11, that is, the azimuth angle of 0 °. 9 from left to right
It is offset by 0 °, and the molecules of the liquid crystal are twist-aligned between the substrates 11 and 12 at a twist angle of approximately 90 °.

【0051】また、図4において、30aは偏光板30
の透過軸を示しており、この偏光板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°の方向にある。つまり、この偏光板30
の透過軸30aは、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に対して、ほぼ45°斜
めにずれている。
Further, in FIG. 4, reference numeral 30a denotes a polarizing plate 30.
Of the transmission axis 30a of the polarizing plate 30.
Is approximately 45 ° counterclockwise as viewed from the front side with respect to the direction of 0 ° azimuth. That is, this polarizing plate 30
Of the transmission axis 30a of the liquid crystal cell 10 is obliquely shifted by about 45 ° with respect to the liquid crystal molecule orientation direction 12a on the front surface side substrate 12 of the liquid crystal cell 10.

【0052】さらに、図4において、40aは位相差板
40の遅相軸を示しており、この位相差板40の遅相軸
40aは、前記方位角0°の方向に対し、表面側から見
て左回りにほぼ140°の方向にある。つまり、この位
相差板40の遅相軸40aは、上記偏光板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。
Further, in FIG. 4, reference numeral 40a denotes a slow axis of the retardation plate 40. The slow axis 40a of the retardation plate 40 is viewed from the front side with respect to the direction of the azimuth angle of 0 °. It is about 140 ° counterclockwise. In other words, the slow axis 40a of the retardation plate 40 is deviated from the transmission axis 30a of the polarizing plate 30 obliquely by approximately 95 ° counterclockwise when viewed from the surface side.

【0053】この液晶表示装置は、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あり、その表面
側から入射する外光は、偏光板30と位相差板40とを
通って液晶セル10に入射し、その液晶層を通った光が
液晶セル10の裏面側基板11の内面に設けた反射膜を
兼ねる画素電極13で反射されて、再び液晶層と前記位
相差板40とを通って前記偏光板30に入射し、この偏
光板30を透過した光が液晶表示装置の表面側に出射す
る。
This liquid crystal display device displays by utilizing external light such as natural light or indoor illumination light, and external light incident from the surface side passes through the polarizing plate 30 and the phase difference plate 40. Light incident on the liquid crystal cell 10 and passing through the liquid crystal layer is reflected by the pixel electrode 13 also serving as a reflective film provided on the inner surface of the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and again the liquid crystal layer and the retardation plate 40. The light that has passed through the polarizing plate 30 and passes through the polarizing plate 30 is emitted to the surface side of the liquid crystal display device.

【0054】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の内面に設けた画素電極13を光
を反射させる金属膜で形成することによって、液晶セル
10にその表面側から入射した光をこの液晶セル10の
裏面側基板11の内面において前記画素電極13により
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、入射光を直
線偏光にする偏光作用と光の出射を制御する検光作用と
をもたせたものである。
That is, in this liquid crystal display device, the pixel electrode 13 provided on the inner surface of the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 is formed of a metal film that reflects light, so that the liquid crystal cell 10 is incident from the front surface side. The light is reflected by the pixel electrode 13 on the inner surface of the back surface side substrate 11 of the liquid crystal cell 10, and one polarizing plate 30 is provided only on the front surface side of the liquid crystal cell 10, and the incident light is applied to the polarizing plate 30. It is provided with a polarization effect of linearly polarized light and an analysis effect of controlling the emission of light.

【0055】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40の遅相軸40aが斜めにず
れているため、前記偏光板30を通って入射した直線偏
光が、位相差板40を通る過程でその複屈折効果により
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の内面で反射され、再び前記液晶
層および位相差板40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。
The display operation of the liquid crystal display device will be described. In this liquid crystal display device, since the slow axis 40a of the retardation plate 40 is obliquely displaced from the transmission axis 30a of the polarizing plate 30, the polarization The linearly polarized light that has entered through the plate 30 changes its polarization state due to its birefringence effect in the process of passing through the retardation plate 40 to become elliptically polarized light, and this elliptically polarized light passes through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and The polarization state can be further changed by the birefringence effect, and the polarization state can be further changed by the birefringence effect while being reflected by the inner surface of the rear substrate 11 of the liquid crystal cell 10 and passing through the liquid crystal layer and the retardation plate 40 again. It is incident on the polarizing plate 30.

【0056】そして、この偏光板30に入射した反射光
は、上記位相差板40と液晶層の複屈折効果により偏光
状態を変えられた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。
The reflected light that has entered the polarizing plate 30 is non-linearly polarized light whose polarization state is changed by the birefringence effect of the retardation plate 40 and the liquid crystal layer. Only the wavelength light of the polarization component that passes through 30 passes through the polarizing plate 30 and is emitted, and this emitted light becomes colored light corresponding to that wavelength.

【0057】つまり、この液晶表示装置は、位相差板4
0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。
That is, this liquid crystal display device includes the retardation plate 4
0 and the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 3
Light is colored by utilizing the polarization of 0 and the analysis function. According to this liquid crystal display device, a very bright colored light is obtained as compared with a liquid crystal display device using a commonly used color filter. Can be obtained.

【0058】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。
That is, the color filter absorbs light having a wavelength other than the wavelength range corresponding to the color and colors the light.
Since this color filter also absorbs light in the wavelength range corresponding to that color with a considerably high absorptivity, in a liquid crystal display device that colors light with the color filter, the wavelength that becomes colored light of the light that enters the display device. The amount of colored light passing through the color filter is considerably reduced as compared with the amount of light in the band.

【0059】この点、上記実施例の液晶表示装置は、カ
ラーフィルタを用いずに透過光を着色するものであるた
め、カラーフィルタによる光吸収はないし、また、位相
差板40と液晶層は、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た後に偏光板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。
In this respect, since the liquid crystal display device of the above-mentioned embodiment colors the transmitted light without using the color filter, the color filter does not absorb light, and the retardation plate 40 and the liquid crystal layer are Since the polarized state of the transmitted light is only changed and the absorbed light is hardly absorbed, the amount of the colored light which is transmitted through the polarizing plate 30 and emitted after the polarized state is changed by the birefringence effect passes through the polarizing plate 30. Since the amount of light in the wavelength band that becomes the colored light in the linearly polarized light that has entered is substantially the same, colored light with high brightness can be obtained.

【0060】また、カラーフィルタによって光を着色す
る液晶表示装置では、その表示色がカラーフィルタの色
によって決まるため、1つの画素で複数の色を表示する
ことはできなかったが、上記実施例の液晶表示装置によ
れば、1つの画素で複数の色を表示することができる。
Further, in the liquid crystal display device in which light is colored by the color filter, the display color is determined by the color of the color filter, so that one pixel cannot display a plurality of colors. According to the liquid crystal display device, one pixel can display a plurality of colors.

【0061】すなわち、上記実施例の液晶表示装置にお
いては、位相差板40の複屈折効果は変化しないが、液
晶セル10の液晶層の複屈折効果は、画素電極13と対
向電極25との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するのにともなって変化する。
That is, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the birefringence effect of the retardation plate 40 does not change, but the birefringence effect of the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 is between the pixel electrode 13 and the counter electrode 25. It changes as the alignment state of the liquid crystal molecules changes according to the magnitude of the voltage applied to.

【0062】また、液晶セル10の電極13,25間に
液晶分子が基板11,12面に対してほぼ垂直に立上が
り配向する電圧を印加したときは、液晶層の複屈折効果
が見掛上ほとんどなくなるが、そのときでも、偏光板3
0を通って入射した光が位相差板40の複屈折効果によ
って偏光状態を変えられる。
When a voltage is applied between the electrodes 13 and 25 of the liquid crystal cell 10 so that the liquid crystal molecules rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12, the birefringence effect of the liquid crystal layer is apparently almost the same. It disappears, but even then, the polarizing plate 3
The light entering through 0 can change its polarization state by the birefringence effect of the retardation plate 40.

【0063】このため、液晶セル10への印加電圧を制
御して、その液晶層の複屈折効果を変化させてやれば、
それに応じて、位相差板40と液晶セル10の液晶層と
を通った光の偏光状態が変化するから、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。
Therefore, if the voltage applied to the liquid crystal cell 10 is controlled to change the birefringence effect of the liquid crystal layer,
In accordance therewith, the polarization state of the light passing through the retardation plate 40 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 changes, so that the color of the colored light that passes through the polarizing plate 30 and is emitted can be changed. One pixel can display a plurality of colors.

【0064】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
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25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1
3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25との間に印加され
る。
The display drive of this liquid crystal display device is basically the same as the display drive of a generally known active matrix liquid crystal display device (those using TFTs as active elements), and the liquid crystal cell 10 faces each other. A reference signal having a waveform synchronized with the synchronization signal is supplied to the electrode 25, and a gate signal is sequentially supplied to each gate line in synchronization with the synchronization signal, and in synchronization with that, a potential corresponding to image data is supplied to each data line. It may be performed by supplying a data signal. If the potential of the data signal is controlled according to the image data, the data signal having the potential corresponding to the image data is supplied to the pixel electrode via the TFT 14 during the selection period of the pixels in each row. 1
3 and the charge is stored in the compensation capacitor Cs,
A voltage corresponding to the amount of charge stored in the compensation capacitance Cs is applied between the pixel electrode 13 and the counter electrode 25 during the non-selection period.

【0065】上記液晶表示装置の表示色について説明す
ると、例えば上述したように、液晶セル10が液晶分子
を両基板11,12間においてほぼ90°のツイスト角
でツイスト配向させたものであって、その両基板11,
12上における液晶分子の配向方向11a,12aと、
偏光板30の透過軸30aと、位相差板40の遅相軸4
0aとがそれぞれ図4に示した方向にあり、かつ、液晶
セル10のΔn・d(液晶27の屈折率異方性Δnと液
晶層厚dとの積)の値が約1000nm、位相差板40
のリタデーションの値が約600nmである場合は、1
つの画素で赤、緑、青、白の色を表示することができ
る。
The display color of the liquid crystal display device will be described. For example, as described above, the liquid crystal cell 10 is one in which liquid crystal molecules are twist-aligned between the substrates 11 and 12 at a twist angle of about 90 °. Both substrates 11,
Alignment directions 11a and 12a of liquid crystal molecules on 12;
The transmission axis 30a of the polarizing plate 30 and the slow axis 4 of the retardation plate 40
0a are in the directions shown in FIG. 4, respectively, and the value of Δn · d (the product of the refractive index anisotropy Δn of the liquid crystal 27 and the liquid crystal layer thickness d) of the liquid crystal cell 10 is about 1000 nm, and the retardation plate 40
If the retardation value of is about 600 nm, then 1
One pixel can display red, green, blue, and white colors.

【0066】図5は、上記液晶表示装置の印加電圧に対
する出射光の色変化を示すCIE色度図であり、液晶表
示装置にその法線に対して30°の方向(方位は任意で
よい)から白色光を入射させ、液晶表示装置の法線方向
から出射光を観察した結果を示している。
FIG. 5 is a CIE chromaticity diagram showing the color change of the emitted light with respect to the applied voltage of the liquid crystal display device. The liquid crystal display device has a direction of 30 ° with respect to its normal line (the azimuth may be arbitrary). The result of observing the emitted light from the normal direction of the liquid crystal display device is shown by allowing white light to enter.

【0067】この図5のように、上記液晶表示装置にお
いては、液晶セル10の電極13,25間に印加する電
圧値を大きくしてゆくのにともなって、出射光の色がP
S 点からPe 点まで矢印のように変化してゆき、その途
中で、光強度が高くかつ色純度もよい、緑G、青B、赤
R、白Wの色になる。
As shown in FIG. 5, in the liquid crystal display device, as the voltage value applied between the electrodes 13 and 25 of the liquid crystal cell 10 is increased, the color of the emitted light becomes P.
The color changes from point S to point Pe as shown by the arrow, and in the middle of that, the colors become green G, blue B, red R, and white W with high light intensity and good color purity.

【0068】これら各色G,B,R,Wのxコーデネイ
ト値とyコーデネイト値は、緑Gでx=0.299,y
=0.396、青Bでx=0.247,y=0.23
3、赤Rでx=0.399,y=0.402、白Wでx
=0.332,y=0.351であり、いずれも十分満
足できる色純度をもっている。
The x coordinate value and the y coordinate value of each of the colors G, B, R and W are x = 0.299, y for green G.
= 0.396, blue B x = 0.247, y = 0.23
3, red R x = 0.399, y = 0.402, white W x
= 0.332, y = 0.351, and both have sufficiently satisfactory color purity.

【0069】なお、上記液晶表示装置においては、図5
のように、出射光の色が、緑Gから青Bに変化してゆく
途中においても白Wに近い色になるが、この付近では、
電圧の変化に対する色変化が大きく、したがって、この
色を表示させるための電圧制御が面倒であるから、白W
の表示は、赤Rの表示色を得る電圧より高い電圧によっ
て表示させるのが望ましい。
In the above liquid crystal display device, as shown in FIG.
As described above, the color of the emitted light becomes a color close to white W even while the color of the emitted light changes from green G to blue B.
Since the color change with respect to the voltage change is large and the voltage control for displaying this color is troublesome, the white W
It is desirable that the display of (1) is performed with a voltage higher than the voltage for obtaining the display color of red R.

【0070】このように、上記液晶表示装置は、その出
射光の色が印加電圧に応じて緑G、青B、赤R、白Wの
色になるため、1つの画素で赤、緑、青、白の色を表示
することができるし、また隣接する複数の画素に異なる
色を表示させることにより、前記赤、緑、青、白のうち
の複数の色による混色を表示させることもできる。
As described above, in the above liquid crystal display device, the colors of the emitted light are green G, blue B, red R, and white W according to the applied voltage, so that red, green, and blue are formed in one pixel. It is also possible to display a white color, or by displaying different colors in a plurality of adjacent pixels, it is possible to display a mixed color of a plurality of colors of red, green, blue, and white.

【0071】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40の遅相軸40a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。
The liquid crystal display device of the above embodiment is
Green, blue, and white colors are displayed. The display colors of this liquid crystal display device are the applied voltage and both substrates 1 of the liquid crystal cell 10.
Alignment direction 11a, 12a of liquid crystal molecules on 1, 12
And the twist angle of the liquid crystal molecules and the transmission axis 3 of the polarizing plate 30.
Since it is determined by the direction of 0a and the direction of the slow axis 40a of the retardation plate 40, the display color of the liquid crystal display device can be arbitrarily selected by selecting these conditions.

【0072】そして、上記液晶表示装置では、液晶セル
10の裏面側基板11の内面に設けた画素電極13に反
射膜を兼ねさせ、液晶セル10の裏面側基板11の内面
において前記画素電極13により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することができ
る。
In the above liquid crystal display device, the pixel electrode 13 provided on the inner surface of the back side substrate 11 of the liquid crystal cell 10 also serves as a reflection film, and the pixel electrode 13 is formed on the inner surface of the back side substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Since the light is reflected, only the front side substrate 12 of the two substrates 11 and 12 of the liquid crystal cell 10 allows the light to pass therethrough, and since only one polarizing plate 30 is provided, the liquid crystal cell It is possible to reduce the light amount loss due to the light absorption in the substrate and the polarizing plate.

【0073】なお、この液晶表示装置においては、光
が、位相差板40と液晶セル10の液晶層も通るが、こ
の位相差板40と液晶層は前述したようにほとんど光を
吸収しないため、これらによる光量ロスはほとんどな
い。
In this liquid crystal display device, light also passes through the phase difference plate 40 and the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10, but since the phase difference plate 40 and the liquid crystal layer absorb little light as described above, There is almost no light loss due to these.

【0074】しかも、上記液晶表示装置は、液晶セル1
0の裏面側基板11の内面に配設したTFT14を保護
絶縁膜21で覆い、反射膜を兼ねる画素電極13を、前
記保護絶縁膜21の上に前記TFT14を覆って設けて
いるため、この画素電極13の面積を大きくして開口率
を上げることができる.したがって、上記液晶表示装置
によれば、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すると
ともに、開口率も高くして明るい表示を得ることができ
る。
In addition, the above liquid crystal display device has the liquid crystal cell 1
Since the TFT 14 disposed on the inner surface of the back side substrate 11 of 0 is covered with the protective insulating film 21 and the pixel electrode 13 also serving as a reflective film is provided on the protective insulating film 21 to cover the TFT 14, The aperture ratio can be increased by increasing the area of the electrode 13. Therefore, according to the above liquid crystal display device, it is possible to obtain a bright display by reducing the light amount loss due to the light absorption in the substrate of the liquid crystal cell and the polarizing plate and increasing the aperture ratio, though it is of a reflective type. .

【0075】さらに、上記液晶表示装置は、前記画素電
極13で光を反射させるものであるため、この画素電極
13の裏面側に設けたキャパシタ電極22,23が開口
率に影響することはなく、したがって前記キャパシタ電
極22,23の面積を任意に選ぶことができるし、ま
た、上記ゲート絶縁膜16の上にTFT14のソース電
極19sと電気的に導通する第1のキャパシタ電極22
を設け、裏面側基板11の上に前記ゲート絶縁膜16を
はさんで前記第1のキャパシタ電極22と対向する第2
のキャパシタ電極23を設けて、これらキャパシタ電極
22,23とその間のゲート絶縁膜16とにより補償容
量Cs を構成しているため、補償容量Csの絶縁膜厚を
薄くして、この補償容量Cs の容量値を十分に確保する
ことができる。
Further, since the liquid crystal display device reflects light on the pixel electrode 13, the capacitor electrodes 22 and 23 provided on the back side of the pixel electrode 13 do not affect the aperture ratio. Therefore, the areas of the capacitor electrodes 22 and 23 can be arbitrarily selected, and the first capacitor electrode 22 electrically connected to the source electrode 19s of the TFT 14 is formed on the gate insulating film 16.
And a second electrode facing the first capacitor electrode 22 with the gate insulating film 16 interposed therebetween on the rear substrate 11.
Since the capacitor electrode 23 is provided and the compensation capacitance Cs is formed by the capacitor electrodes 22 and 23 and the gate insulating film 16 between them, the insulation film thickness of the compensation capacitance Cs is thinned to reduce the compensation capacitance Cs. A sufficient capacity value can be secured.

【0076】すなわち、絶縁膜をはさんで一対の電極を
対向させてなる容量の容量値は、前記一対の電極の対向
面積と前記絶縁膜の膜厚とによって決まり、電極の対向
面積が同じである場合は、絶縁膜の膜厚が薄いほど容量
値が大きくなる。
That is, the capacitance value of the capacitance formed by opposing the pair of electrodes with the insulating film sandwiched therebetween is determined by the opposing area of the pair of electrodes and the film thickness of the insulating film, and the opposing area of the electrodes is the same. In some cases, the thinner the insulating film, the larger the capacitance value.

【0077】そして、従来は、画素電極とTFTを設け
る基板上にキャパシタ電極を形成し、このキャパシタ電
極を前記TFTのゲート絶縁膜で覆ってその上に画素電
極を形成することにより、画素の補償容量を、画素電極
および前記キャパシタ電極とその間のゲート絶縁膜とに
よって構成しているが、上述したようにゲート絶縁膜1
6の上に設けた保護絶縁膜21の上に画素電極13を形
成する場合は、基板11上に形成したキャパシタ電極2
3と画素電極13とで補償容量Cs を構成すると、その
絶縁膜がゲート絶縁膜16と保護絶縁膜21との二層膜
となり、補償容量Cs の絶縁膜厚が厚くなって、その容
量値が小さくなってしまう。
Then, conventionally, a pixel electrode is formed on a substrate on which a pixel electrode and a TFT are provided, the capacitor electrode is covered with a gate insulating film of the TFT, and the pixel electrode is formed on the capacitor electrode, thereby compensating the pixel. The capacitance is formed by the pixel electrode, the capacitor electrode, and the gate insulating film between them, but as described above, the gate insulating film 1
When the pixel electrode 13 is formed on the protective insulating film 21 provided on the substrate 6, the capacitor electrode 2 formed on the substrate 11
When the compensation capacitance Cs is composed of 3 and the pixel electrode 13, the insulating film becomes a two-layer film of the gate insulating film 16 and the protective insulating film 21, and the insulating film of the compensation capacitance Cs becomes thicker, and the capacitance value becomes It gets smaller.

【0078】そこで、上記実施例では、ゲート絶縁膜1
6の上にソース電極19sと電気的に導通する第1のキ
ャパシタ電極22を設け、裏面側基板11の上に第2の
キャパシタ電極23を設けて、これらキャパシタ電極2
2,23とその間のゲート絶縁膜16とにより補償容量
Cs を構成したのであり、このようにすれば、補償容量
Cs の絶縁膜厚がゲート絶縁膜16だけになるため、補
償容量Cs の絶縁膜厚を薄くし、その容量値を十分に確
保することができる。
Therefore, in the above embodiment, the gate insulating film 1 is formed.
6 is provided with a first capacitor electrode 22 which is electrically connected to the source electrode 19s, and a second capacitor electrode 23 is provided on the rear surface side substrate 11, and these capacitor electrodes 2 are provided.
2, 23 and the gate insulating film 16 between them constitute the compensation capacitance Cs. In this case, since the insulating film thickness of the compensation capacitance Cs is only the gate insulating film 16, the insulating film of the compensation capacitance Cs is formed. It is possible to reduce the thickness and secure a sufficient capacitance value.

【0079】なお、上記キャパシタ電極22,23の面
積は上述したように任意に選ぶことができるため、この
キャパシタ電極22,23を大きく形成すれば上記補償
容量Cs の容量値をさらに大きくすることができるが、
このキャパシタ電極22,23を大きくすると、保護絶
縁膜21のピンホール欠陥等によって生ずる両キャパシ
タ電極22,23の層間短絡や、ゲート絶縁膜16のピ
ンホール欠陥等によって生ずる第1のキャパシタ電極2
2と画素電極13との層間短絡の発生率が高くなるた
め、前記キャパシタ電極22,23の面積は、所望の容
量値が得られる範囲でできるだけ小さくするのが望まし
い。
Since the area of the capacitor electrodes 22 and 23 can be arbitrarily selected as described above, if the capacitor electrodes 22 and 23 are formed to be large, the capacitance value of the compensation capacitance Cs can be further increased. I can, but
When the capacitor electrodes 22 and 23 are made large, the first capacitor electrode 2 caused by an interlayer short-circuit between the capacitor electrodes 22 and 23 caused by a pinhole defect in the protective insulating film 21 or a pinhole defect caused in the gate insulating film 16.
Since the occurrence rate of the interlayer short circuit between the pixel electrode 13 and the pixel electrode 13 becomes high, it is desirable that the area of the capacitor electrodes 22 and 23 be as small as possible within a range where a desired capacitance value can be obtained.

【0080】また、上記実施例では、上記第1のキャパ
シタ電極22をTFT14のソース電極19aと一体に
形成し、第2のキャパシタ電極23をTFT14のゲー
ト電極15と同じ金属膜で形成しているため、前記補償
容量CS をTFT14の形成工程を利用して形成するこ
とができ、したがって、液晶セル10を低コストに製造
することができるし、また、液晶セル10の画素電極1
3に反射膜を兼ねさせているため、別に反射板を設ける
必要がないから、液晶表示装置の低価格化をはかること
ができる。
Further, in the above embodiment, the first capacitor electrode 22 is formed integrally with the source electrode 19a of the TFT 14, and the second capacitor electrode 23 is formed of the same metal film as the gate electrode 15 of the TFT 14. Therefore, the compensation capacitor CS can be formed by using the process of forming the TFT 14, and therefore the liquid crystal cell 10 can be manufactured at low cost, and the pixel electrode 1 of the liquid crystal cell 10 can be manufactured.
Since 3 also serves as a reflection film, there is no need to provide a separate reflection plate, so that the cost of the liquid crystal display device can be reduced.

【0081】さらに、上記画素電極13は極く薄い金属
膜であるため、この画素電極13の表面、つまり反射面
はほぼ鏡面となっているが、上記実施例では、偏光板3
0の表面を光散乱面Aとしているため、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、前記画素電極13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はない。
Further, since the pixel electrode 13 is an extremely thin metal film, the surface of the pixel electrode 13, that is, the reflecting surface is almost a mirror surface. However, in the above embodiment, the polarizing plate 3 is used.
Since the surface of 0 is the light-scattering surface A, the incident light and the outgoing light to the liquid crystal display device can be scattered by the light-scattering surface A. Therefore, even if the reflection surface of the pixel electrode 13 is a mirror surface. , The external image of the display observer's face or its background is not reflected.

【0082】すなわち、上記液晶表示装置は、カラーフ
ィルタを用いずに光を着色するものであって、光の透過
率が高いため、画素電極13の反射面が鏡面であり、し
かも偏光板30が光の散乱機能をもっていない場合は、
表示観察者の顔やその背景等の外部像が前記反射面に写
ってその像が表示画像と重なって見えてしまうが、前記
偏光板30が光の散乱機能をもっていれば、外部像の写
り込みは生じない。
That is, since the liquid crystal display device described above colors light without using a color filter and has a high light transmittance, the reflecting surface of the pixel electrode 13 is a mirror surface and the polarizing plate 30 is If you do not have a light scattering function,
An external image such as the face of the display observer or its background appears on the reflecting surface and appears as if it overlaps the display image. However, if the polarizing plate 30 has a light scattering function, the external image is reflected. Does not occur.

【0083】しかも、上記液晶表示装置において、上記
画素電極13の反射面が鏡面であれば、液晶層の複屈折
効果により偏光状態を変えられた光を散乱させることな
く反射させて偏光板30に入射させることができるし、
また、前記偏光板30の表面が光散乱面Aであれば、液
晶表示装置にその表面側から入射する光が散乱されてか
ら偏光板30の偏光作用により直線偏光になるととも
に、前記光反射面で反射された光が前記偏光板30の検
光作用により画像光となってから散乱されるため、偏光
板30を通って入射した光が再び前記偏光板30に入射
するまでは光が散乱されることはなく、したがって、品
質の良い画像を表示することができる。
In addition, in the above liquid crystal display device, if the reflection surface of the pixel electrode 13 is a mirror surface, the light whose polarization state has been changed by the birefringence effect of the liquid crystal layer is reflected without being scattered and is reflected by the polarizing plate 30. Can be made incident,
Further, when the surface of the polarizing plate 30 is the light scattering surface A, the light incident on the liquid crystal display device from the surface side is scattered and then becomes linearly polarized by the polarizing action of the polarizing plate 30, and the light reflecting surface is The light reflected by is converted into image light by the analyzing action of the polarizing plate 30 and then scattered, so that the light incident through the polarizing plate 30 is scattered until it enters the polarizing plate 30 again. Therefore, it is possible to display a high quality image.

【0084】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。
The scattering effect of the light-scattering surface A is determined by the above-mentioned haze value. If the haze value is 25% or more, the light which has become the image light is also largely scattered due to the analyzing action of the polarizing plate 30. When the haze value of the light scattering surface A is in the range of 9 to 14%, a clear display image is obtained although the displayed image becomes unclear and the external image is reflected when the haze value is 6% or less. It is possible to eliminate the reflection of the external image as well as obtain.

【0085】なお、上記実施例では、第1のキャパシタ
電極22の下に、TFT14の構成膜であるi型半導体
膜17とn型半導体膜18とが残されているが、前記T
FT14を、i型半導体膜17をパターニングしてから
n型半導体膜18とソース,ドレイン電極用金属膜とを
成膜し、この金属膜とn型半導体膜18とをソース,ド
レイン電極19s,19dの形状にパターニングする方
法で形成すれば、前記第1のキャパシタ電極22の下に
残されるのはn型半導体膜18だけになる。また、前記
第1のキャパシタ電極22は、TFT14のソース,ド
レイン電極19s,19dとは別の金属膜で形成しても
よい。
In the above embodiment, the i-type semiconductor film 17 and the n-type semiconductor film 18 which are the constituent films of the TFT 14 are left under the first capacitor electrode 22, but the above T
After patterning the i-type semiconductor film 17 of the FT 14, an n-type semiconductor film 18 and a metal film for source / drain electrodes are formed, and the metal film and the n-type semiconductor film 18 are connected to the source / drain electrodes 19s and 19d. When patterned by the method of patterning, the n-type semiconductor film 18 is left under the first capacitor electrode 22. Further, the first capacitor electrode 22 may be formed of a metal film different from the source and drain electrodes 19s and 19d of the TFT 14.

【0086】また、上記実施例の液晶表示装置では、液
晶セル10と偏光板30との間に位相差板40を配置し
ているが、この位相差板40はなくてもよく、その場合
でも、偏光板30の透過軸を液晶セル10の表面側基板
12上における液晶分子の配向方向に対して斜めにずら
しておけば、偏光板30を通って入射した光が、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偏光
状態を変えられるとともに、前記液晶セル10の裏面側
基板11の内面において画素電極13で反射され、再び
前記液晶層を通る過程でさらに偏光状態を変えられて前
記偏光板30に入射するため、この偏光板30を透過す
る偏光成分の光を着色光として出射させることができる
し、また、液晶セル10への印加電圧を制御することに
よって前記着色光の色を変化させることができる。
Further, in the liquid crystal display device of the above embodiment, the retardation plate 40 is arranged between the liquid crystal cell 10 and the polarizing plate 30, but the retardation plate 40 may be omitted, and in that case as well. If the transmission axis of the polarizing plate 30 is slanted with respect to the alignment direction of the liquid crystal molecules on the front surface side substrate 12 of the liquid crystal cell 10, the light incident through the polarizing plate 30 will be the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10. The polarization state can be changed by the birefringence effect in the process of passing through, and the polarization state can be further changed in the process of passing through the liquid crystal layer by being reflected by the pixel electrode 13 on the inner surface of the back side substrate 11 of the liquid crystal cell 10. Since the light is incident on the polarizing plate 30, the light of the polarized component that passes through the polarizing plate 30 can be emitted as colored light, and the colored light can be controlled by controlling the voltage applied to the liquid crystal cell 10. It is possible to change the color.

【0087】ただし、上記実施例のように、液晶セル1
0と偏光板30との間に位相差板40を配置すれば、偏
光板30を通って入射した光が、液晶セル10の液晶層
を通って再び前記偏光板30に入射する過程で、位相差
板40の複屈折効果によっても偏光状態を変えられるた
め、液晶セル10に液晶分子が基板11,12面に対し
てほぼ垂直に立上がり配向する電圧を印加したとき、つ
まり液晶層の複屈折効果が見掛上ほとんどなくなったと
きでも、位相差板40の複屈折効果によって偏光状態を
変えられた光を前記偏光板30に入射させて着色光を得
ることができる。なお、この場合、位相差板は2枚以上
重ねて配置してもよい。
However, as in the above embodiment, the liquid crystal cell 1
If the retardation plate 40 is disposed between the polarizing plate 30 and the polarizing plate 30, the light incident through the polarizing plate 30 will pass through the liquid crystal layer of the liquid crystal cell 10 and enter the polarizing plate 30 again. Since the polarization state can be changed also by the birefringence effect of the phase difference plate 40, when a voltage is applied to the liquid crystal cell 10 so that the liquid crystal molecules rise and align substantially perpendicularly to the surfaces of the substrates 11 and 12, that is, the birefringence effect of the liquid crystal layer. Even when apparently almost disappeared, light whose polarization state is changed by the birefringence effect of the retardation plate 40 can be made incident on the polarizing plate 30 to obtain colored light. In this case, two or more retardation plates may be arranged so as to overlap each other.

【0088】また、上記実施例では、液晶セル10の液
晶分子のツイスト角をほぼ90°としたが、この液晶分
子のツイスト角は、90°に限らず、例えば180〜2
70°としてもよいし、さらにこの液晶セル10は、液
晶分子をホモジニアス配向、ホメオトロピック配向、ハ
イブリッド配向等の配向状態に配向させたものでもよ
い。
Further, in the above embodiment, the twist angle of the liquid crystal molecules of the liquid crystal cell 10 is set to about 90 °, but the twist angle of the liquid crystal molecules is not limited to 90 °, but may be 180 to 2 for example.
The liquid crystal cell 10 may be set at 70 °, and the liquid crystal cell 10 may be one in which liquid crystal molecules are aligned in a homogeneous alignment, homeotropic alignment, hybrid alignment or the like.

【0089】さらに、上記実施例の液晶表示装置は、液
晶および位相差板の複屈折効果を利用してカラー画像を
表示するものであるが、本発明は、TN型やSTN型の
アクティブマトリックス液晶表示装置にも適用すること
ができる。
Further, although the liquid crystal display device of the above embodiment displays a color image by utilizing the birefringence effect of the liquid crystal and the retardation plate, the present invention is the active matrix liquid crystal of TN type or STN type. It can also be applied to a display device.

【0090】[0090]

【発明の効果】本発明のアクティブマトリックス液晶表
示装置によれば、液晶セルの裏面側基板の内面に設けた
画素電極に光の反射膜を兼ねさせているため、液晶セル
の両基板のうち、光が通るのは表面側基板だけであり、
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することが
できるし、また、液晶セルの裏面側基板の内面に配設し
た薄膜トランジスタを保護絶縁膜で覆い、反射膜を兼ね
る画素電極を、前記保護絶縁膜の上に前記薄膜トランジ
スタを覆って設けているため、この画素電極の面積を大
きくして開口率を上げることができるから、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するとともに、開口率も高く
して明るい表示を得ることができる。
According to the active matrix liquid crystal display device of the present invention, since the pixel electrode provided on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell also serves as the light reflecting film, the liquid crystal cell Light passes only through the front side substrate,
Also, since there is only one polarizing plate, it is possible to reduce the light amount loss due to light absorption in the substrate of the liquid crystal cell and the polarizing plate, and to protect the thin film transistor arranged on the inner surface of the back side substrate of the liquid crystal cell Since a pixel electrode which is covered with an insulating film and also serves as a reflective film is provided on the protective insulating film so as to cover the thin film transistor, the area of the pixel electrode can be increased to increase the aperture ratio. However, it is possible to obtain a bright display by reducing the light amount loss due to light absorption in the substrate of the liquid crystal cell and the polarizing plate and increasing the aperture ratio.

【0091】さらに、この液晶表示装置は、前記画素電
極で光を反射させるものであるため、この画素電極の裏
面側に設けたキャパシタ電極が開口率に影響することは
なく、したがって前記キャパシタ電極の面積を任意に選
ぶことができるし、また、ゲート絶縁膜の上に薄膜トラ
ンジスタのソース電極と電気的に導通する第1のキャパ
シタ電極を設け、裏面側基板の上に前記ゲート絶縁膜を
はさんで前記第1のキャパシタ電極と対向する第2のキ
ャパシタ電極を設けて、これらキャパシタ電極とその間
の前記ゲート絶縁膜とにより補償容量を構成しているた
め、補償容量の絶縁膜厚を薄くして、この補償容量の容
量値を十分に確保することができる。
Further, in this liquid crystal display device, since the light is reflected by the pixel electrode, the capacitor electrode provided on the back side of the pixel electrode does not affect the aperture ratio. The area can be arbitrarily selected, and the first capacitor electrode electrically conducting with the source electrode of the thin film transistor is provided on the gate insulating film, and the gate insulating film is sandwiched on the back side substrate. Since the second capacitor electrode facing the first capacitor electrode is provided and the compensation capacitance is constituted by these capacitor electrodes and the gate insulating film between them, the insulating film thickness of the compensation capacitance is reduced, It is possible to sufficiently secure the capacitance value of this compensation capacitance.

【0092】また、上記本発明の液晶表示装置におい
て、前記第1のキャパシタ電極を薄膜トランジスタのソ
ース電極と一体に形成し、第2のキャパシタ電極を薄膜
トランジスタのゲート電極と同じ金属膜で形成すれば、
前記補償容量を薄膜トランジスタの形成工程を利用して
形成することができる。
In the liquid crystal display device according to the present invention, if the first capacitor electrode is formed integrally with the source electrode of the thin film transistor and the second capacitor electrode is formed of the same metal film as the gate electrode of the thin film transistor,
The compensation capacitor may be formed by using a thin film transistor forming process.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例を示すアクティブマトリック
ス液晶表示装置の一部分の断面図。
FIG. 1 is a sectional view of a part of an active matrix liquid crystal display device showing an embodiment of the present invention.

【図2】液晶セルの裏面側基板の一部分の拡大断面図。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of a backside substrate of a liquid crystal cell.

【図3】偏光板の表面の拡大断面図。FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of the surface of a polarizing plate.

【図4】液晶セルの液晶分子配向方向と、位相差板の遅
相軸と、偏光板の透過軸とを示す平面図。
FIG. 4 is a plan view showing a liquid crystal molecule alignment direction of a liquid crystal cell, a slow axis of a retardation plate, and a transmission axis of a polarizing plate.

【図5】印加電圧に対する出射光の色変化を示すCIE
色度図。
FIG. 5 is a CIE showing a color change of emitted light with respect to an applied voltage.
Chromaticity diagram.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…液晶セル 11…裏面側基板 12…表面側基板 13…画素電極(反射膜) 14…TFT 15…ゲート電極 16…ゲート絶縁膜 17…i型半導体膜 18…n型半導体膜 19s…ソース電極 19d…ドレイン電極 21…保護絶縁膜 21a…コンタクト孔 22…第1のキャパシタ電極 23…第2のキャパシタ電極 Cs …補償容量 24…配向膜 25…対向電極 26…配向膜 27…液晶 30…偏光板 40…位相差板 10 ... Liquid crystal cell 11 ... Back side substrate 12 ... Front side substrate 13 ... Pixel electrode (reflection film) 14 ... TFT 15 ... Gate electrode 16 ... Gate insulating film 17 ... i-type semiconductor film 18 ... N-type semiconductor film 19s ... Source electrode 19d ... Drain electrode 21 ... Protective insulating film 21a ... Contact hole 22 ... First capacitor electrode 23 ... Second capacitor electrode Cs ... Compensation capacitance 24 ... Alignment film 25 ... Counter electrode 26 ... Alignment film 27 ... Liquid crystal 30 ... Polarizing plate 40 ... Retardation plate

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】反射型のアクティブマトリックス液晶表示
装置であって、 薄膜トランジスタを能動素子とするアクティブマトリッ
クス型の液晶セルと、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薄膜
トランジスタとを配設し、表面側基板の内面に対向電極
を設けたものであって、 前記薄膜トランジスタは、前記裏面側基板の上に形成さ
れたゲート電極と、このゲート電極を覆って前記裏面側
基板のほぼ全面に形成されたゲート絶縁膜と、このゲー
ト絶縁膜の上に前記ゲート電極と対向させて形成された
半導体膜と、この半導体膜の両側部に形成されたソース
電極およびドレイン電極とからなるとともに、この薄膜
トランジスタが、前記裏面側基板のほぼ全面にわたって
設けられた保護絶縁膜で覆われており、 前記画素電極は、光を反射させる金属膜からなるととも
に、前記保護絶縁膜の上に前記薄膜トランジスタを覆っ
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
おいて前記薄膜トランジスタのソース電極に接続されて
おり、 さらに、前記ゲート絶縁膜の上には前記薄膜トランジス
タのソース電極と電気的に導通する第1のキャパシタ電
極が設けられ、前記裏面側基板の上には前記ゲート絶縁
膜をはさんで前記第1のキャパシタ電極と対向する第2
のキャパシタ電極が設けられており、これらキャパシタ
電極とその間の前記ゲート絶縁膜とにより、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アクティブマトリックス液晶表
示装置。
1. A reflection type active matrix liquid crystal display device comprising an active matrix type liquid crystal cell having a thin film transistor as an active element and a polarizing plate disposed on the surface side of the liquid crystal cell, The liquid crystal cell is one in which a plurality of pixel electrodes and a plurality of thin film transistors corresponding to the respective pixel electrodes are provided on the inner surface of the back surface side substrate, and a counter electrode is provided on the inner surface of the front surface side substrate. Is a gate electrode formed on the back-side substrate, a gate insulating film formed over almost the entire back-side substrate covering the gate electrode, and facing the gate electrode on the gate insulating film. And a source electrode and a drain electrode formed on both sides of the semiconductor film. Is covered with a protective insulating film provided over substantially the entire surface of the back side substrate, the pixel electrode is made of a metal film that reflects light, and the thin film transistor is covered on the protective insulating film. A first capacitor electrode that is provided and connected to the source electrode of the thin film transistor in a contact hole formed in the protective insulating film, and that is electrically connected to the source electrode of the thin film transistor on the gate insulating film. And a second electrode facing the first capacitor electrode across the gate insulating film on the back side substrate.
Active matrix liquid crystal display device, characterized in that: .
【請求項2】第1のキャパシタ電極は薄膜トランジスタ
のソース電極と一体に形成されており、第2のキャパシ
タ電極は薄膜トランジスタのゲート電極と同じ金属膜か
らなっていることを特徴とする請求項1に記載のアクテ
ィブマトリックス液晶表示装置。
2. The first capacitor electrode is formed integrally with the source electrode of the thin film transistor, and the second capacitor electrode is made of the same metal film as the gate electrode of the thin film transistor. The active matrix liquid crystal display device described.
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