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JP4183329B2 - Liquid crystal display - Google Patents
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JP4183329B2 - Liquid crystal display - Google Patents

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JP4183329B2
JP4183329B2 JP05074499A JP5074499A JP4183329B2 JP 4183329 B2 JP4183329 B2 JP 4183329B2 JP 05074499 A JP05074499 A JP 05074499A JP 5074499 A JP5074499 A JP 5074499A JP 4183329 B2 JP4183329 B2 JP 4183329B2
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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、反射及び透過を一体に備えた液晶表示装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、観察方向から入射した光を反射させて表示を見る機能を有するいわゆる反射型液晶表示装置と、観察者とは反対側から光を入射して光を透過させて表示を見る機能を有するいわゆる透過型液晶表示装置とが一体化された反射型及び透過型液晶表示装置が提案されている。
【0003】
図4に、図1中のA−A線に沿った従来の反射及び透過型液晶表示装置の断面図を示し、図5に図1中のB−B線に沿った断面図を示す。
【0004】
図4及び図5に示すように、従来の反射及び透過型液晶表示装置は、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、スイッチング素子である薄膜トランジスタ(以下、「TFT」と称する。)が形成されている。
【0005】
まず、絶縁性基板(TFT基板)10上に、クロム(Cr)、モリブデン(Mo)などの高融点金属からなるゲート電極11、ゲート絶縁膜12、及び多結晶シリコン膜からなる能動層13を順に形成する。
【0006】
その能動層13には、ゲート電極11上方のチャネル13cと、このチャネル13cの両側に、チャネル13c上のストッパ絶縁膜14をマスクにしてイオン注入されて形成されるソース13s及びドレイン13dが設けられている。
【0007】
そして、ゲート絶縁膜12、能動層13及びストッパ絶縁膜14上の全面に、SiO2膜、SiN膜及びSiO2膜の順に積層された層間絶縁膜15を形成し、ドレイン13dに対応して設けたコンタクトホールにアルミニウム(Al)等の金属を充填してドレイン電極16を形成する。更に全面に例えば有機樹脂から成り表面を平坦にする平坦化絶縁膜17を形成する。そして、その平坦化絶縁膜17のソース13sに対応した位置にコンタクトホールを形成し、このコンタクトホールを介してソース13sとコンタクトしたITO(Indium Tin Oxide)から成りソース電極を兼ねた透明電極である透明表示電極19を平坦化絶縁膜17上に形成する。そしてその透明表示電極19上にポリイミド等の有機樹脂からなり液晶21を配向させる配向膜20を形成する。また、透明表示電極19を設けた側とは反対の側には、TFT基板10側から順に位相差板22、偏光板23、及び半透過ミラー24が積層されている。この半透過ミラー24は、入射される光を反射及び透過する機能を有している。
【0008】
また、TFT基板10に対向し絶縁性基板からなる対向電極基板30には、TFT基板10側に、赤(R)、緑(G)、青(B)の各色及び遮光機能を有するブラックマトリックス32を備えたカラーフィルタ31、その上に形成された樹脂から成る保護膜33、その全面に形成されITOから成る対向電極34及び配向膜35を備えており、またその反対側の面、即ち観察者側101には偏光板44が配置されている。そして、対向電極基板30とTFT基板10の周辺をシール接着剤(図示せず)により接着し、それにより形成された空隙にツイスティッドネマティック(TN)液晶21を充填する。
【0009】
こうして完成した液晶表示装置のTFT基板10側には光源であるバックライト51が備えてある。
【0010】
ここで、反射型液晶表示装置として用いる場合の光の進み方を説明する。
【0011】
外部から入射される自然光100は、図5中の破線矢印で示すように、観察者101側の偏光板44から入射し、対向電極基板30、カラーフィルタ31、保護膜33、対向電極34、配向膜35、TN液晶21、TFT基板10上の配向膜20、透明表示電極19、平坦化絶縁膜17、層間絶縁膜15、ゲート絶縁膜12、TFT基板10及び偏光板23を透過して半透過ミラー24にて反射され、その後、入射と逆の方向に各層を透過して対向電極基板30上の偏光板44から出射し観察者の目101に入る。
【0012】
また、透過型液晶表示装置として用いる場合には、TFT基板10側からバックライト51の光102が入射される場合には、図5中の実線矢印で示すように、半透過ミラー24を透過して更に偏光板23、TFT基板10、ゲート絶縁膜12、層間絶縁膜15、平坦化絶縁膜17、透明表示電極19、配向膜20、TN液晶21、配向膜35、対向電極34、保護膜33、カラーフィルタ31、対向電極基板30及び偏光板44を透過して観察者101の目に入る。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図5に示したように、反射型として用いる場合、入射される自然光が破線矢印100で示されるように入射されて進んだ場合には、半透過ミラー24によって反射された光はガラスから成るTFT基板10を再び透過することになる。そのため、入射した光と出射した光とにそのガラス基板の厚みによる視差が生じてしまうという欠点があった。
【0014】
また、例えば赤色の表示画素(R)に入射された光が隣接する緑色の表示画素(G)に出射してしまい、その結果、表示としてはRとGの色のにじみが生じてしまうことになるという欠点があった。
【0015】
そこで本発明は、上記の従来の欠点に鑑みて為されたものであり、視差が生じず色にじみの無い表示を得ることが可能な反射透過一体型液晶表示装置を提供することを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】
本発明の液晶表示装置は、反射材料から成る複数のゲート信号線と反射材料から成る複数のドレイン信号線が互いに交差して囲まれマトリクス状に配列された表示画素領域を備え、前記両信号線に接続された薄膜トランジスタ、及び該薄膜トランジスタに接続された透明電極を前記表示画素領域に備えた第1の基板と、前記各透明電極に対向して島状に設けられた反射材料から成る反射表示電極、及び該各反射表示電極間であって前記ドレイン信号線又は前記ゲート信号線と重畳した位置に配置された開口部を備えた第2の基板とを備え、負の誘電率異方性を有し前記第1及び第2の基板に対して垂直に配向する液晶を充填して成り、前記第1及び第2の基板の前記液晶を充填していない側にそれぞれ偏光板及び位相差板を備えており、該偏光板及び位相差板は前記第2の基板側から見て同一方向の円偏光を生じるように配置されたものである。
【0017】
また、本発明は、前記ドレイン信号線又は前記ゲート信号線と、前記開口部との間に、前記第2の基板側から入射した光の位相差を生じない材料を配置した液晶表示装置である。
【0018】
更に、本発明は、前記位相差を生じない材料がアクリル系樹脂である液晶表示装置である。
【0019】
【発明の実施の形態】
本発明の反射及び透過の両機能を一体に備えた液晶表示装置について以下に説明する。
【0020】
図1に本発明の液晶表示装置の平面図を示し、図2に図1中のA−A線に沿った断面図を示し、図3に図1中のB−B線に沿った断面図を示す。
【0021】
図1に示すように、複数のゲート信号線G及び複数のドレイン信号線Dによって囲まれた表示画素領域には反射表示電極50が設けられている。
【0022】
また、図2に示すように、石英ガラス、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板10上に、スイッチング素子であるTFTを形成する。
【0023】
一方の絶縁性基板(TFT基板)10上のCr、Mo等の高融点金属からなるゲート電極11の形成から平坦化絶縁膜17の形成までは従来の構造と同じであるので説明を省略する。
【0024】
平坦化絶縁膜17上には、多結晶シリコン膜からなる能動層13のソース13sに接続されたITO等の透明導電材料から成る透明電極34を形成する。
【0025】
また、図1及び図3に示すように、表示画素領域を囲むドレイン信号線Dは各反射表示電極50間の開口部60に位置するように配置されている。そのため、対向電極基板30側から入射した光は、その開口部60を透過してドレイン信号線Dに到達する。このドレイン信号線DはAl等の反射材料から成っているので開口部60を透過した光を反射する。
【0026】
他方の対向電極基板30は、液晶21を設ける側には、Al、銀(Ag)等の導電性反射材料から成り、透明電極34に対応した位置に反射表示電極50を形成する。その反射表示電極50の上には、R、G、Bの各色を呈する備えたカラーフィルタ31が設けられている。そしてこのカラーフィルタ31を保護するアクリル樹脂等から成る保護膜33をカラーフィルタ31上に設け、更にその上にポリイミド等からなり液晶21を配向させる配向膜35が形成されている。
【0027】
また、対向電極基板30の液晶21を配置しない側には、位相差(λ/4)板43及び偏光板44が対向電極基板30側から順に設けられている。
【0028】
こうして形成された対向電極基板30とTFT基板10の周辺をシール接着剤(図示せず)により接着し、それにより形成された空隙に液晶21を充填して反射及び透過一体型液晶表示装置を完成させる。なお、この液晶21は、負の誘電率異方性を有しており、TFT基板10及び対向電極基板30の両基板に対して垂直に配向する液晶である。またTFT基板10側にはバックライト等の光源51が備えてある。
【0029】
ここで、上述の液晶表示装置において反射型液晶表示装置として用いる場合についての光の進み方を説明する。
【0030】
観察者101側から入射される自然光100は、図3中に点線矢印で示すように、観察者101側の偏光板24から入射し、位相差板23を透過して、更にTFT基板10、ゲート絶縁膜12、層間絶縁膜15、平坦化絶縁膜17、透明電極19、配向膜20、液晶21、配向膜35、保護膜33、カラーフィルタ31を透過して、反射材料から成る反射表示電極50に到達する。そこに到達した光は反射表示電極50によって反射されて再び入射した逆の光路をたどって外部に出射し観察者101によって観察される。
【0031】
ここで、反射型として用いた場合の光の偏光状態を説明する。
【0032】
TFT基板10側から入射する光は偏光板24を通り直線偏光になり、位相差板23によって例えば右回りの円偏光となり、液晶層の液晶21を通る際に円偏光が楕円偏光になる。その偏光状態で反射表示電極50に到達して反射されて位相が反転する。再び液晶21を通ることにより左回りの円偏光となって再び位相差板23に到達する。そして、偏光板24の透過軸と同方向に振動する直線偏光の光となって透過して外部に出射する。
【0033】
次に、上述の液晶表示装置を透過型として用いた場合の光の進み方を説明する。
【0034】
図3中に実線で示すように、バックライトから発せられた光102は偏光板44、位相差板43、対向電極基板30、保護膜33、配向膜35、液晶21、配向膜20、平坦化絶縁膜17を透過してドレイン信号線Dに到達する。その到達した光はドレイン信号線Dによって対向電極基板30側に反射されて反射表示電極50に達し、更にその反射表示電極50によって反射されて、カラーフィルタ31、保護膜33、配向膜35、液晶21、配向膜20、透明電極19、平坦化絶縁膜17、層間絶縁膜15、ゲート絶縁膜12、TFT基板10、位相差板23及び偏光板24を透過して観察者101側に出射する。
【0035】
ここで、透過型として用いた場合の光の偏光状態を説明する。
【0036】
図3中に実線で示すように、バックライト51から発せられた光102は、偏光板44を通り直線偏光の光になり、次に位相差板43によって左回りの円偏光となる。その後、開口部60を通過して液晶層の液晶21を通りドレイン信号線Dに達する。このとき、開口部60の領域には電極がないので開口部60の領域では液晶21に電圧が印加されない状態となる。液晶21が負の誘電率異方性を有する液晶であるので電圧が印加されない状態では両基板10、30に対して垂直に配向するため、開口部60と反射体61との間は位相差が生じない。従って、左回りの円偏光のままで反射体61に到達し、その反射体61によって位相が反転して右回りの円偏光になる。
【0037】
そして、ドレイン信号線Dによって位相が反転して右回りの円偏光になった光は、液晶21を通る際に円偏光から楕円偏光になる。その偏光状態で反射表示電極50に到達してそこで反射されて位相が反転する。その後再び液晶21を通ることにより左回りの円偏光となり位相差板23に到達し、偏光板24の透過軸と同方向に振動する直線偏光の光になり透過して外部に出射する。
【0038】
なお、上述の説明においては光の円偏光の向きは各光の進行方向に対する方向を示して説明した。また、上述の反射型として用いる場合の説明においては位相差板23によって右回りの円偏光になる場合について示したが、透過型の場合のように、ドレイン信号線Dで反射した後の円偏光の向きと反射型の場合において位相差板43を透過した後の円偏光の向きとが同じになるように設定すれば左回りの円偏光の場合でも良い。
【0039】
以上のように、反射型の液晶表示装置として用いる場合の反射表示電極50に到達する光の偏光状態と、透過型として用いる場合の反射表示電極50に到達する光の偏光状態が同じであるため、1つの液晶表示装置で反射型及び透過型の両方の機能を備えることが可能となる。
【0040】
また、反射表示電極50が対向電極基板30の内側、即ち液晶層21側に設けられているため、反射型として用いた場合にも従来のようにガラス基板の厚みによる視差を生じることを抑制することができ、またある色の表示画素を透過した光が隣接する表示画素を透過して出射してしまうことによる色にじみを抑制することができる。
【0041】
なお、上述の実施形態においては、各反射表示電極50間の開口部60とその開口部60に対応したドレイン信号線Dとの間は液晶21を配置した場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、そこに例えばアクリル系樹脂等の位相差が生じない物質を挿入しても本発明と同様の効果が得られるものである。具体的には、アクリル系樹脂をTFT基板30上に形成した後に対向電極基板30と両基板の周辺を貼り合わせる場合には、保護膜33上にアクリル系樹脂を塗布した後ホトリソ技術を用いてドレイン信号線Dまでの間に断面形状が長方形又は正方形のアクリル系樹脂を形成する。
【0042】
なお、本実施の形態においては、TFTの能動層として多結晶シリコンを用いたが、本発明はそれに限定されるものではなく、非晶質シリコン等の半導体材料を用いても、本発明の効果を奏するものである。
【0043】
更に、本発明においては、Al、銀以外の導電性反射材料を反射表示電極材料として用いても良い。
【0044】
また、本実施の形態においては、対向電極基板30から入射した光をドレイン信号線Dで反射する場合について説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、各反射表示電極50間の開口部60を透過した光をゲート信号線Gで反射する場合にも適用することが可能であり、ドレイン信号線Dの場合と同様に本発明の効果を奏するものである。
【0045】
【発明の効果】
本発明によれば、視差が生じず色にじみがなく、反射と透過の両方の機能を有する液晶表示装置を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の反射及び透過一体型液晶表示装置の平面図である。
【図2】図1中のA−A線に沿った本発明の反射及び透過一体型液晶表示装置の断面図である。
【図3】図1中のB−B線に沿った本発明の反射及び透過一体型液晶表示装置の断面図である。
【図4】図1中のA−A線に対応した従来の反射及び透過一体型液晶表示装置の断面図である。
【図5】図1中のB−B線に対応した従来の反射及び透過一体型液晶表示装置の断面図である。
【符号の説明】
10 TFT基板
13 能動層
15 層間絶縁膜
16 ドレイン電極
17 平坦化絶縁膜
19 透明電極
21 液晶
30 対向電極基板
31 カラーフィルタ
22、43 位相差板
23、44 偏光板
50 反射表示電極
60 開口部
G ゲート信号線
D ドレイン信号線
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a liquid crystal display device integrally provided with reflection and transmission.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, there is a so-called reflective liquid crystal display device having a function of reflecting light incident from the observation direction and viewing the display, and a function of viewing light by transmitting light from the opposite side of the observer and viewing the display. A reflection type and transmission type liquid crystal display device in which a so-called transmission type liquid crystal display device is integrated has been proposed.
[0003]
4 is a cross-sectional view of a conventional reflective and transmissive liquid crystal display device taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
[0004]
As shown in FIGS. 4 and 5, a conventional reflective and transmissive liquid crystal display device has a thin film transistor (hereinafter referred to as “TFT”) as a switching element on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass or the like. .) Is formed.
[0005]
First, a gate electrode 11 made of a refractory metal such as chromium (Cr) and molybdenum (Mo), a gate insulating film 12 and an active layer 13 made of a polycrystalline silicon film are sequentially formed on an insulating substrate (TFT substrate) 10. Form.
[0006]
The active layer 13 is provided with a channel 13c above the gate electrode 11, and on both sides of the channel 13c, a source 13s and a drain 13d formed by ion implantation using the stopper insulating film 14 on the channel 13c as a mask. ing.
[0007]
Then, an interlayer insulating film 15 in which an SiO 2 film, an SiN film, and an SiO 2 film are stacked in this order is formed on the entire surface of the gate insulating film 12, the active layer 13, and the stopper insulating film 14, and provided corresponding to the drain 13d. The drain electrode 16 is formed by filling the contact hole with a metal such as aluminum (Al). Further, a planarizing insulating film 17 made of, for example, an organic resin and flattening the surface is formed on the entire surface. Then, a contact hole is formed at a position corresponding to the source 13s of the planarization insulating film 17, and it is a transparent electrode made of ITO (Indium Tin Oxide) in contact with the source 13s through the contact hole and also serving as the source electrode. A transparent display electrode 19 is formed on the planarization insulating film 17. Then, an alignment film 20 made of an organic resin such as polyimide is aligned on the transparent display electrode 19 to align the liquid crystal 21. Further, on the side opposite to the side on which the transparent display electrode 19 is provided, a retardation plate 22, a polarizing plate 23, and a semi-transmissive mirror 24 are laminated in this order from the TFT substrate 10 side. The semi-transmissive mirror 24 has a function of reflecting and transmitting incident light.
[0008]
Further, the counter electrode substrate 30 made of an insulating substrate facing the TFT substrate 10 is provided with a black matrix 32 having red (R), green (G), and blue (B) colors and a light shielding function on the TFT substrate 10 side. And a protective film 33 made of resin formed thereon, a counter electrode 34 made of ITO and an alignment film 35 formed on the entire surface of the color filter 31, and the opposite side, that is, the observer A polarizing plate 44 is arranged on the side 101. Then, the periphery of the counter electrode substrate 30 and the TFT substrate 10 is bonded with a seal adhesive (not shown), and the gap formed thereby is filled with twisted nematic (TN) liquid crystal 21.
[0009]
A backlight 51 as a light source is provided on the TFT substrate 10 side of the liquid crystal display device thus completed.
[0010]
Here, how light travels when used as a reflective liquid crystal display device will be described.
[0011]
Natural light 100 incident from the outside is incident from the polarizing plate 44 on the viewer 101 side as indicated by a broken-line arrow in FIG. 5, and is opposed to the counter electrode substrate 30, the color filter 31, the protective film 33, the counter electrode 34, and the orientation. The film 35, the TN liquid crystal 21, the alignment film 20 on the TFT substrate 10, the transparent display electrode 19, the planarization insulating film 17, the interlayer insulating film 15, the gate insulating film 12, the TFT substrate 10 and the polarizing plate 23 are transmitted and semi-transmissive. The light is reflected by the mirror 24, then passes through each layer in the direction opposite to the incident direction, is emitted from the polarizing plate 44 on the counter electrode substrate 30, and enters the observer's eyes 101.
[0012]
Further, when used as a transmissive liquid crystal display device, when the light 102 of the backlight 51 is incident from the TFT substrate 10 side, it is transmitted through the semi-transmissive mirror 24 as shown by the solid line arrow in FIG. Further, the polarizing plate 23, the TFT substrate 10, the gate insulating film 12, the interlayer insulating film 15, the planarizing insulating film 17, the transparent display electrode 19, the alignment film 20, the TN liquid crystal 21, the alignment film 35, the counter electrode 34, and the protective film 33. The light passes through the color filter 31, the counter electrode substrate 30, and the polarizing plate 44 and enters the eyes of the observer 101.
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
However, as shown in FIG. 5, in the case of using as a reflection type, when the incident natural light enters and travels as indicated by the dashed arrow 100, the light reflected by the semi-transmissive mirror 24 is emitted from the glass. The TFT substrate 10 is transmitted again. For this reason, there has been a drawback that parallax due to the thickness of the glass substrate occurs between the incident light and the emitted light.
[0014]
Further, for example, light incident on the red display pixel (R) is emitted to the adjacent green display pixel (G), and as a result, blurring of R and G colors occurs as a display. There was a drawback of becoming.
[0015]
Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional drawbacks, and an object of the present invention is to provide a reflection / transmission integrated liquid crystal display device capable of obtaining a display with no parallax and no color blur. .
[0016]
[Means for Solving the Problems]
A liquid crystal display device according to the present invention includes a display pixel region in which a plurality of gate signal lines made of a reflective material and a plurality of drain signal lines made of a reflective material are surrounded and arranged in a matrix. A thin film transistor connected to the thin film transistor, a first substrate provided with a transparent electrode connected to the thin film transistor in the display pixel region, and a reflective display electrode made of a reflective material provided in an island shape facing the transparent electrodes And a second substrate having an opening disposed between the reflective display electrodes and in a position overlapping with the drain signal line or the gate signal line, and has a negative dielectric anisotropy. In addition, a liquid crystal aligned perpendicularly to the first and second substrates is filled, and a polarizing plate and a retardation plate are provided on the side of the first and second substrates not filled with the liquid crystal, respectively. The bias Plate and retardation plate are those arranged to produce the same direction of the circularly polarized light when viewed from the second substrate side.
[0017]
The present invention is the liquid crystal display device in which a material that does not cause a phase difference of light incident from the second substrate side is disposed between the drain signal line or the gate signal line and the opening. .
[0018]
Furthermore, the present invention is a liquid crystal display device in which the material that does not cause the phase difference is an acrylic resin.
[0019]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
A liquid crystal display device having both the reflection and transmission functions of the present invention will be described below.
[0020]
FIG. 1 is a plan view of the liquid crystal display device of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line AA in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line BB in FIG. Indicates.
[0021]
As shown in FIG. 1, a reflective display electrode 50 is provided in a display pixel region surrounded by a plurality of gate signal lines G and a plurality of drain signal lines D.
[0022]
Further, as shown in FIG. 2, a TFT as a switching element is formed on an insulating substrate 10 made of quartz glass, non-alkali glass or the like.
[0023]
Since the process from the formation of the gate electrode 11 made of a refractory metal such as Cr or Mo on one insulating substrate (TFT substrate) 10 to the formation of the planarization insulating film 17 is the same as the conventional structure, the description thereof is omitted.
[0024]
On the planarizing insulating film 17, a transparent electrode 34 made of a transparent conductive material such as ITO connected to the source 13s of the active layer 13 made of a polycrystalline silicon film is formed.
[0025]
Further, as shown in FIGS. 1 and 3, the drain signal line D surrounding the display pixel region is disposed so as to be positioned in the opening 60 between the reflective display electrodes 50. Therefore, light incident from the counter electrode substrate 30 side passes through the opening 60 and reaches the drain signal line D. Since the drain signal line D is made of a reflective material such as Al, it reflects the light transmitted through the opening 60.
[0026]
The other counter electrode substrate 30 is made of a conductive reflective material such as Al or silver (Ag) on the side where the liquid crystal 21 is provided, and the reflective display electrode 50 is formed at a position corresponding to the transparent electrode 34. On the reflective display electrode 50, a color filter 31 having R, G, and B colors is provided. A protective film 33 made of an acrylic resin or the like for protecting the color filter 31 is provided on the color filter 31, and an alignment film 35 made of polyimide or the like for aligning the liquid crystal 21 is formed thereon.
[0027]
Further, a phase difference (λ / 4) plate 43 and a polarizing plate 44 are provided in this order from the counter electrode substrate 30 side on the side where the liquid crystal 21 is not disposed.
[0028]
The counter electrode substrate 30 thus formed and the periphery of the TFT substrate 10 are bonded with a seal adhesive (not shown), and the liquid crystal 21 is filled into the gap formed thereby to complete a reflection / transmission integrated liquid crystal display device. Let The liquid crystal 21 has negative dielectric anisotropy and is a liquid crystal aligned perpendicular to both the TFT substrate 10 and the counter electrode substrate 30. A light source 51 such as a backlight is provided on the TFT substrate 10 side.
[0029]
Here, how light travels when used as a reflective liquid crystal display device in the above-described liquid crystal display device will be described.
[0030]
Natural light 100 incident from the viewer 101 side enters from the polarizing plate 24 on the viewer 101 side as shown by a dotted arrow in FIG. 3, passes through the phase difference plate 23, and further enters the TFT substrate 10 and the gate. The reflective display electrode 50 made of a reflective material is transmitted through the insulating film 12, the interlayer insulating film 15, the planarizing insulating film 17, the transparent electrode 19, the alignment film 20, the liquid crystal 21, the alignment film 35, the protective film 33, and the color filter 31. To reach. The light that has reached there is reflected by the reflective display electrode 50, followed by a reverse optical path that is incident again, and then emitted to the outside and observed by the observer 101.
[0031]
Here, the polarization state of light when used as a reflection type will be described.
[0032]
Light incident from the TFT substrate 10 side passes through the polarizing plate 24 to become linearly polarized light, and becomes, for example, clockwise circularly polarized light by the phase difference plate 23, and circularly polarized light becomes elliptically polarized light when passing through the liquid crystal 21 of the liquid crystal layer. In the polarization state, the light reaches the reflective display electrode 50 and is reflected to invert the phase. By passing through the liquid crystal 21 again, it becomes counterclockwise circularly polarized light and reaches the phase difference plate 23 again. Then, it is transmitted as linearly polarized light that vibrates in the same direction as the transmission axis of the polarizing plate 24 and is emitted to the outside.
[0033]
Next, how light travels when the above-described liquid crystal display device is used as a transmission type will be described.
[0034]
As shown by a solid line in FIG. 3, the light 102 emitted from the backlight is a polarizing plate 44, a retardation plate 43, a counter electrode substrate 30, a protective film 33, an alignment film 35, a liquid crystal 21, an alignment film 20, and planarization. The light passes through the insulating film 17 and reaches the drain signal line D. The reached light is reflected to the counter electrode substrate 30 side by the drain signal line D and reaches the reflective display electrode 50, and further reflected by the reflective display electrode 50, the color filter 31, the protective film 33, the alignment film 35, and the liquid crystal. 21, the alignment film 20, the transparent electrode 19, the planarization insulating film 17, the interlayer insulating film 15, the gate insulating film 12, the TFT substrate 10, the phase difference plate 23, and the polarizing plate 24, and are emitted to the viewer 101 side.
[0035]
Here, the polarization state of light when used as a transmission type will be described.
[0036]
As indicated by a solid line in FIG. 3, the light 102 emitted from the backlight 51 passes through the polarizing plate 44 and becomes linearly polarized light, and then becomes counterclockwise circularly polarized light by the phase difference plate 43. Thereafter, it passes through the opening 60 and passes through the liquid crystal 21 of the liquid crystal layer to reach the drain signal line D. At this time, since there is no electrode in the region of the opening 60, no voltage is applied to the liquid crystal 21 in the region of the opening 60. Since the liquid crystal 21 is a liquid crystal having a negative dielectric anisotropy, the liquid crystal 21 is aligned perpendicular to both the substrates 10 and 30 when no voltage is applied, and therefore there is a phase difference between the opening 60 and the reflector 61. Does not occur. Accordingly, the light reaches the reflector 61 while being left-handed circularly polarized light, and the phase is inverted by the reflector 61 to become right-handed circularly polarized light.
[0037]
Then, the light whose phase is inverted by the drain signal line D to become clockwise circularly polarized light changes from circularly polarized light to elliptically polarized light when passing through the liquid crystal 21. In the polarization state, the light reaches the reflective display electrode 50 and is reflected there to reverse the phase. Thereafter, the light passes through the liquid crystal 21 again to become counterclockwise circularly polarized light, reaches the phase difference plate 23, becomes linearly polarized light that vibrates in the same direction as the transmission axis of the polarizing plate 24, and is transmitted to the outside.
[0038]
In the above description, the direction of the circularly polarized light has been described with respect to the traveling direction of each light. Further, in the description of the case of using as the reflection type, the case where the circularly polarized light is turned clockwise by the phase difference plate 23 is shown. However, as in the case of the transmission type, the circularly polarized light after being reflected by the drain signal line D is shown. In the case of the reflective type, the direction of the circularly polarized light after passing through the phase difference plate 43 may be set to be the same as that of the counterclockwise circularly polarized light.
[0039]
As described above, the polarization state of light reaching the reflective display electrode 50 when used as a reflective liquid crystal display device is the same as the polarization state of light reaching the reflective display electrode 50 when used as a transmissive type. One liquid crystal display device can have both a reflection type and a transmission type function.
[0040]
Further, since the reflective display electrode 50 is provided on the inner side of the counter electrode substrate 30, that is, on the liquid crystal layer 21 side, the occurrence of parallax due to the thickness of the glass substrate is suppressed even when the reflective display electrode 50 is used as a reflective type. In addition, it is possible to suppress color bleeding caused by light transmitted through a display pixel of a certain color being transmitted through an adjacent display pixel and emitted.
[0041]
In the above-described embodiment, the case where the liquid crystal 21 is disposed between the opening 60 between the reflective display electrodes 50 and the drain signal line D corresponding to the opening 60 has been described. The present invention is not limited, and the same effects as those of the present invention can be obtained even when a substance such as an acrylic resin that does not cause a phase difference is inserted therein. Specifically, when the acrylic resin is formed on the TFT substrate 30 and the counter electrode substrate 30 and the periphery of both substrates are bonded together, the acrylic resin is applied on the protective film 33 and then the photolithography technique is used. An acrylic resin having a rectangular or square cross section is formed between the drain signal line D and the drain signal line D.
[0042]
In this embodiment mode, polycrystalline silicon is used as the active layer of the TFT. However, the present invention is not limited to this, and the effect of the present invention can be achieved by using a semiconductor material such as amorphous silicon. It plays.
[0043]
Furthermore, in the present invention, a conductive reflective material other than Al and silver may be used as the reflective display electrode material.
[0044]
In the present embodiment, the case where the light incident from the counter electrode substrate 30 is reflected by the drain signal line D has been described. However, the present invention is not limited to this, and the openings between the reflective display electrodes 50 are not limited thereto. The present invention can also be applied to the case where the light transmitted through the portion 60 is reflected by the gate signal line G, and the same effects as those of the drain signal line D can be obtained.
[0045]
【The invention's effect】
According to the present invention, it is possible to obtain a liquid crystal display device having no parallax, no color blur, and both functions of reflection and transmission.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a plan view of a liquid crystal display device integrated with reflection and transmission according to the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of the reflective and transmissive integrated liquid crystal display device of the present invention along the line AA in FIG.
FIG. 3 is a cross-sectional view of the reflective and transmissive integrated liquid crystal display device of the present invention along the line BB in FIG. 1;
4 is a cross-sectional view of a conventional reflective and transmissive integrated liquid crystal display device corresponding to line AA in FIG.
5 is a cross-sectional view of a conventional reflective and transmissive integrated liquid crystal display device corresponding to the line BB in FIG. 1. FIG.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 TFT substrate 13 Active layer 15 Interlayer insulating film 16 Drain electrode 17 Flattening insulating film 19 Transparent electrode 21 Liquid crystal 30 Counter electrode substrate 31 Color filter 22, 43 Phase difference plate 23, 44 Polarizing plate 50 Reflective display electrode 60 Opening G Gate Signal line D Drain signal line

Claims (3)

反射材料から成る複数のゲート信号線と反射材料から成る複数のドレイン信号線が互いに交差して囲まれマトリクス状に配列された表示画素領域を備え、前記両信号線に接続された薄膜トランジスタ、及び該薄膜トランジスタに接続された透明電極を前記表示画素領域に備えた第1の基板と、前記各透明電極に対向して島状に設けられた反射材料から成る反射表示電極、及び該各反射表示電極間であって前記ドレイン信号線又は前記ゲート信号線と重畳した位置に配置された開口部を備えた第2の基板とを備え、負の誘電率異方性を有し前記第1及び第2の基板に対して垂直に配向する液晶を充填して成り、前記第1及び第2の基板の前記液晶を充填していない側にそれぞれ偏光板及び位相差板を備えており、
前記第1及び第2の基板にそれぞれ設けられた前記偏光板及び位相差板は、前記第2の基板側から入射し、前記開口部を通過して前記ドレイン信号線又は前記ゲート信号線で反射した後、前記反射表示電極で反射され前記第1の基板側に出射される光と、前記第1の基板側から入射して前記反射表示電極で反射され前記第1の基板側に出射される光とが、前記第2の基板側から見て同一方向の円偏光を生じるように配置されことを特徴とする液晶表示装置。
A plurality of gate signal lines made of a reflective material and a plurality of drain signal lines made of a reflective material, each having a display pixel region arranged in a matrix and intersecting with each other; and a thin film transistor connected to both the signal lines; and A first substrate provided with a transparent electrode connected to a thin film transistor in the display pixel region, a reflective display electrode made of a reflective material provided in an island shape facing the transparent electrodes, and between the reflective display electrodes And a second substrate having an opening disposed at a position overlapping the drain signal line or the gate signal line, and having a negative dielectric anisotropy and the first and second Comprising a liquid crystal aligned perpendicular to the substrate, each having a polarizing plate and a retardation plate on the side of the first and second substrates not filled with the liquid crystal,
The polarizing plate and the retardation plate provided on the first and second substrates, respectively, enter from the second substrate side, pass through the opening, and are reflected by the drain signal line or the gate signal line. After that, the light reflected by the reflective display electrode and emitted to the first substrate side is incident on the first substrate side, is reflected by the reflective display electrode, and is emitted to the first substrate side. the liquid crystal display device comprising a light, characterized in that that will be arranged to produce the same direction of the circularly polarized light when viewed from the second substrate side.
前記ドレイン信号線又は前記ゲート信号線と、前記開口部との間に、前記第2の基板側から入射した光の位相差を生じない材料を配置したことを特徴とする請求項1に記載の液晶表示装置。  2. The material according to claim 1, wherein a material that does not cause a phase difference of light incident from the second substrate side is disposed between the drain signal line or the gate signal line and the opening. Liquid crystal display device. 前記位相差を生じない材料はアクリル系樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の液晶表示装置。  The liquid crystal display device according to claim 2, wherein the material that does not cause the phase difference is an acrylic resin.
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